좀비 개미 곰팡이: 자연의 복잡한 기생 현상 feat. 라스트 오브 어

좀비 개미 곰팡이: 자연의 복잡한 기생 현상

Ophiocordyceps unilateralis, 일명 좀비 곰팡이는 목수 개미를 감염시키며, 곰팡이는 개미의 몸을 관통하며 영양분을 흡수하고, 개미의 행동을 조종합니다. 감염된 개미는 둥지를 떠나 주변 식물 줄기를 타고 올라가 특정 조건에 적합한 25cm 높이에서 멈춥니다. 이후 개미는 자신의 턱으로 잎을 물고 고정된 상태로 죽음을 맞이합니다.

곰팡이는 개미의 머리를 관통해 길쭉한 줄기를 성장시키며, 포자로 가득 찬 캡슐을 형성합니다. 특히, 개미가 동료 개미들의 먹이 수집 경로 위의 잎을 선택하기 때문에, 포자는 아래로 떨어져 다른 개미들을 감염시킵니다. 이렇게 곰팡이는 자신의 생존과 번식을 보장합니다.

1. 감염된 개미는 특정 환경 조건을 찾아 이동하며, 곰팡이의 생장을 최적화합니다.
2. 곰팡이는 개미의 행동을 조작하지만, 개미의 뇌를 물리적으로 손상시키지 않습니다.
3. 이 기생 현상은 개미와 곰팡이 모두의 복잡한 생물학적 전략을 보여줍니다.

 

좀비 곰팡이의 내부 연구

과학자 Maridel Fredericksen은 특수 현미경을 사용해 감염된 개미를 50나노미터 두께로 얇게 절단하여 분석했습니다. 이렇게 얇게 자른 표본을 3차원 모델로 재구성하고, 개미 조직과 곰팡이 조직을 세밀히 구분했습니다. 그러나 근육 하나를 완전히 분석하는 데만 세 달이 걸릴 만큼 작업은 매우 복잡했습니다.

Fredericksen은 컴퓨터 과학자 Danny Chen과 협력하여 인공지능(AI)을 활용해 분석 속도를 높였습니다. AI는 개미와 곰팡이를 신속히 구별하며 연구의 효율성을 크게 향상시켰습니다.

곰팡이의 협력적 생태

초기 감염 단계에서 곰팡이는 개미의 혈류를 떠다니는 단세포로 존재하며, 스스로를 복제합니다. 그러나 시간이 지나면서 이 단세포들은 서로 연결되기 시작합니다. Fredericksen의 이미지는 곰팡이 세포들이 짧은 관을 통해 연결되고, 이를 통해 영양분을 교환하고 협력하는 모습을 보여줍니다.

이는 개미 사회와 유사한 방식으로 곰팡이가 초개체(superorganism)로 변모하는 과정을 보여줍니다. 독립적인 세포들이 협력하여 개미의 행동을 제어할 만큼 복잡한 시스템을 구축합니다.

뇌를 건드리지 않는 조작

놀랍게도, 좀비 곰팡이는 개미의 뇌를 물리적으로 침범하지 않습니다. 연구팀은 곰팡이 세포가 개미의 몸 전체를 침투하지만, 뇌는 건드리지 않는다는 사실을 발견했습니다. 대신, 곰팡이는 화학 물질을 분비하여 뇌를 원격으로 조작합니다.

Central Florida의 Charissa de Bekker 박사는 “기생 생물들이 단순히 신경 조직을 파괴한다면, 우리가 관찰하는 복잡한 행동 조작이 이루어지지 않을 것”이라며, 곰팡이의 작용이 매우 정교하다고 강조했습니다. 이는 기생 곰팡이가 신경계를 손상시키지 않고도 놀라운 방식으로 행동을 변화시킬 수 있음을 보여줍니다.

이 방식은 게임 라스트오브어스에 컨셉과도 유사함을 보여준다.

결론

좀비 개미 곰팡이는 기생 생물의 복잡한 전략과 생물학적 적응의 경이로움을 보여주는 대표적인 사례입니다. 개미의 행동을 조작하지만 뇌를 직접적으로 손상시키지 않는 이 독특한 생태계는, 자연의 정교한 균형과 협력의 원리를 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다.