귀여운 ‘니모’가 말미잘 독에도 끄떡없는 비밀 [핵잼 사이언스]

[서울신문 나우뉴스]

말미잘 안에 몸을 숨긴 흰동가리. 출처=123rf

영화 ‘니모를 찾아서’(2003)에는 아빠를 찾아 모험하는 귀여운 물고기가 나온다. 주황 바탕에 하얀 줄무늬가 있는 몸체로 많은 이들의 소유욕을 불러일으켰고, 인형 판매는 물론이고 실제 애완 물고기로도 인기가 폭증하면서 야생 개체수가 급감하는 일도 있었다.

흰동가리(Yellow clownfish)로 불리는 이 물고기는 독특한 특성 때문에 과학자들의 관심을 받기도 한다. 바로 말미잘과의 공생 관계다. 말미잘은 먹이를 발견하면 촉수에서 독을 뿜어 마비시킨 뒤 입에 집어넣는다. 그런데 흰동가리는 몸을 숨기기 위해 말미잘 촉수들 속으로 들어간다. 몸을 보호하는 대신 먹이를 유인해주거나 촉수를 먹으려는 다른 동물들을 쫓아낸다. 흰동가리와 말미잘은 공생 관계를 설명하는 대표적인 사례로 잘 알려졌지만, 정작 흰동가리가 말미잘 독에 어떤 면역 능력이 있는지는 잘 알려지지 않았다.

오키나와 과학기술대학원(OIST)의 나타샤 룩스가 이끄는 일본·프랑스 과학자팀은 흰동가리의 점액과 몸에서 당분자와 RNA를 분석해 그 비밀을 알아냈다. 흰동가리의 피부 점액에는 말미잘이 독을 품은 자포세포(nematocysts)를 자극하는 시알산(sialic acid)의 농도가 낮은 것이 주된 이유였다.

뇌도 눈도 없는 말미잘이 촉수에 닿은 먹이를 놓치지 않고 독을 쏠 수 있는 비결은 해양 생물의 표면 점막에 흔한 시알산에 민감하게 반응하는 데 있다. 물론 말미잘은 오인 공격을 막기 위해 자신의 몸 표면 점막에는 시알산 농도를 매우 낮게 유지한다. 흰동가리도 같은 방법으로 독을 쏘는 자포세포의 공격을 피하는 것이다. 연구팀은 근연종에 속하지만 말미잘 독에 쏘이는 다른 물고기의 점액을 비교해 이 사실을 확인했다.

흰동가리가 말미잘의 자포세포 공격을 피하는 방법. 말미잘은 촉수에 닿은 물체에서 시알산(sialic acid)을 감지하면 독을 쏴 마비시키는데 흰동가리 몸에는 시알산 농도가 낮아 감지하지 못하는 것으로 보인다. 출처=나타샤 룩스 OIST 연구팀

흰동가리가 점액 속 시알산의 농도를 낮추는 방법은 효소를 사용해 분해하거나 시알산을 분해하는 공생 미생물의 도움을 받는 방식이 있는데, 연구팀은 후자가 더 큰 역할을 하는 것으로 보고 있다. 시알산 분해 미생물이 말미잘에도 있어 같은 기능을 하는 데다 공생 과정에서 자연스럽게 건너올 수 있기 때문이다. 아마도 처음에는 위험한 말미잘 근처에 살던 흰동가리의 조상이 공생 미생물을 얻으면서 점점 가까이 다가가 그 안쪽으로 들어가게 된 것으로 추정된다.

물론 공생을 위한 진화는 이게 전부가 아니다. 실수로라도 공격받는 경우를 감안해 흰동가리는 비늘이 두꺼워져 오인 공격에도 잘 버틸 수 있는 방향으로 진화했다. 말미잘 역시 아군인 흰동가리를 공격하지 않는 습성이 생겼다. 과학자들은 아직 밝혀내지 못한 부분이 있을 것으로 보고 공생 관계의 비밀을 밝히기 위한 연구를 이어 나갈 예정이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com