동물사전에도 없던 신비한 동물의 세계

시속 80㎞ 턱으로 먹이 잡아채는 덫개미
시각 훈련 통해 보상 기다리는 갑오징어
척추동물 외에서 학습성·통제력 첫 발견
“진화 위해 같은 행동양식 보인 극단 형태”내셔널지오그래픽이나 디스커버리 같은 다큐멘터리 채널에서는 우리가 알지 못하는 동물들의 행동이나 생활 환경을 그대로 보여 주는 ‘동물의 왕국’류의 프로그램들을 쉽게 볼 수 있다. 신기한 동물 세계를 넋 놓고 보면서 감탄하는 경우도 많다.

동물학자들이 이번에는 번개처럼 먹이를 빠르게 낚아채는 개미의 턱과 갑오징어 지능에 대한 비밀을 풀어냈다.

일본 오키나와 과학기술대학원대학교, 미국 캘리포니아로스앤젤레스대(UCLA), 시카고 필드자연사박물관, 조지아 자연사박물관, 일리노이대 고등과학기술연구소, 유타대, 캘리포니아 과학아카데미, 멕시코 국립생태분석종합연구원, 체코 국립과학아카데미 생물학연구소, 호주 오스트레일리언국립대 공동연구팀은 시속 80㎞의 속도로 먹잇감을 잡는 덫개미의 턱이 다름 아닌 독특한 진화의 산물이라는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 3월 3일자에 실렸다.

열대 지역과 아열대 지역에서 사는 덫개미는 자신의 머리보다 1.5배 길고 날카로운 가시가 돋아 있는 턱을 가지고 있다. 덫개미는 턱을 벌리고 다니다가 먹잇감을 포착하면 시속 80㎞ 속도로 턱을 닫아 붙잡는다. 사람이 눈 깜박하는 속도의 700분의1 수준이며 호랑이나 사자가 먹잇감을 향해 달릴 때 속도와 같다. 동물들 중에 가장 빠른 공격 무기를 가진 덫개미의 턱은 걸쇠, 스프링, 방아쇠로 구성된 권총과 비슷한 구조로 돼 있는 것으로 알려져 있다. 평소 걸쇠가 위턱을 벌리도록 고정하고 있다가 먹이를 포착하면 방아쇠가 당겨지면서 스프링이 튕겨지면서 턱이 빠르게 닫히는 것이다.

연구팀은 덫개미 900여종 중 470여종의 DNA를 추출·분석해 종들의 진화적 관계를 보여 주는 ‘진화의 나무’를 구성하고 엑스선 마이크로 단층촬영 기술로 종별 3차원 이미지 모델을 만들어 고속 비디오 촬영으로 턱의 작동 메커니즘을 분석했다. 그 결과 덫개미들은 지역별로 다양한 턱의 길이와 넓이를 보였지만 턱을 빠르게 닫아 먹잇감을 사냥하는 방식으로 공통 진화된 것으로 확인됐다. 지역별 교류 없이 독립적으로 진화를 했는데 똑같은 방식으로 변했다는 것이다.한편 미국 시카고대 해양생물연구소, 영국 케임브리지대 공동연구팀은 갑오징어가 훈련을 통해 ‘마시멜로실험’ 같은 자제력 측정을 통과할 수 있다는 연구 결과를 영국왕립학회에서 발간하는 ‘왕립학회연보B’ 3월 3일자에 발표했다. 사람이나 침팬지 같은 영장류가 아닌 동물 종에서 자기통제가 가능하는 것을 발견한 것은 이번이 처음이다.

마시멜로실험은 미국 스탠퍼드대 심리학과 연구팀이 4살 아이들을 대상으로 눈앞에 놓인 마시멜로를 먹지 않고 더 큰 보상을 위해 참을 수 있는지를 측정한 실험이다. 어려서 인내심이 성장 후 성공과 연관돼 있다는 결론으로 유명해졌지만 이후 많은 연구를 통해 초기 연구 결과가 뒤집힌 것으로도 유명하다.

연구팀은 갑오징어에게 시각 신호와 먹이 보상을 연결시켜 반응할 수 있도록 훈련시켰다. 그다음 마시멜로실험과 비슷한 상황을 만들어 실험한 결과 침팬지, 까마귀, 앵무새 같은 척추동물과 비슷하게 보상을 위해 눈앞의 이익을 50~130초까지 참을 수 있다는 것을 확인했다.

행동생태학자인 알렉산드라 슈넬 케임브리지대 박사는 “척추동물 이외의 종에서 자기통제와 학습성의 연관성을 발견한 것은 이번이 처음”이라며 “완전히 다르게 진화한 동물들이 비슷한 인지적 특징을 보이는 수렴 진화의 극단적 형태”라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr