작은 진드기는 라이벌을 "먹고" 이긴다: 교미 경쟁이 공격성을 높이고, 근연 개체에게는 관대하다

1. 연구의 배경――「먹느냐, 먹히느냐」의 극소 세계에서 일어나고 있는 일

체장이 0.5mm에 미치지 않는 구근진드기는, 지표의 유기물이나 구근작물을 먹이로 하며, 조건이 갖추어지면 대발생하여 농작물에 심각한 피해를 초래하는 "성가신 존재"이다. 그러나 그 작은 몸 안에서 펼쳐지는 생존 전략은, 진화생물학에 있어 훌륭한 교재이기도 하다.

플린더스 대학의 팀은, 수컷의 교미 경쟁이 공격성에 미치는 영향, 그리고 "상대가 친족인지 아닌지"에 따라 공격의 정도가 어떻게 변하는지를 체계적인 실험으로 밝혀냈다. Phys.org는 이 연구를 "라이벌을 먹는 작은 진드기"라는 자극적인 제목으로 소개하고 있다.Phys.org

2. 수컷은 두 가지 전술로 분화한다: 파이터 vs. 스크램블러

구근진드기의 수컷에는 두 가지 형태가 있다.

• 파이터 (fighter): 세 번째 다리가 "무기"처럼 발달하여, 라이벌 수컷을 "잡아서" 죽이는 능력을 가진다.

• 스크램블러 (scrambler): 무기화된 다리를 가지지 않고, 경계가 얕은 암컷을 찾아 빠르게 교미에 이르게 한다.

이 형질 분화는, 동종 내의 투쟁과 교미 기회 획득 전략에 연결된다. 이번 연구는, 파이터가 어떤 문맥에서 치명적인 공격에 나서는지, 그 의사결정에 "친족인지 여부(kin)"와 "암컷의 존재(mate competition)"가 어떻게 작용하는지를 행동 지표(잡기=grabbing)와 사망률로 평가했다.PubMedDryad

3. 실험 디자인의 요점

연구팀은, (1)상대가 형제 등 근연인지, 비근연인지, (2)암컷이 현장에 있는지 없는지, (3)**수컷의 형태(파이터/스크램블러)**라는 조건을 조합하여,

• 파이터의 "잡기" 행동의 빈도

• 스크램블러의 사망률(=파이터의 치명적 공격의 결과)

• 암컷에 대한 공격의 유무(안전성)

를 측정했다. 데이터와 분석 스크립트는 오픈 데이터(Dryad)로 공개되어, 재현성에도 배려되어 있다.Dryad

4. 주요 결과――「암컷이 있을 때」 공격의 스위치가 켜진다. 단, "친족"은 예외 취급

4.1 암컷의 존재로 "잡기"가 증가

파이터는, 암컷이 가까이에 있을 때 상대 수컷에 대한grabbing을 현저히 증가시켰다. 이는, 교미 기회를 독점하기 위한 전단계 행동으로 해석할 수 있다.PubMed

4.2 비근연의 상대에게 치명적 공격이 집중

잡기 행동의 증가는 스크램블러의 사망률 상승과 연동했지만, 그 효과는비근연의 상대에 대해 더 강하게 나타났다. 즉, 파이터는,친족(형제 등)에게는 공격을 억제하고, 외부자에게는 용서하지 않는라는 친족 식별에 기초한 "차별화"를 하고 있었다.PubMed

4.3 암컷 그 자체는 공격 대상이 되지 않는다

관찰된 공격은일관되게 수컷 간에서 일어나고, 암컷에게 향하지 않았다. 파이터의 공격은, "암컷의 독점"이라는 번식 전술의 일부로 진화하고 있음을 시사한다.PubMed

5. 어떻게 "친족"을 구별하는가――포괄적응도와 친족 식별

다른 절지동물에서는, 콜로라도잎벌레나 사마귀, 늑대거미 등에서친족 식별이 약하거나 없는예도 보고되고 있다. 이에 비해 구근진드기에서는,친족(kin)에 대한 공격 억제가 명확히 보였다. 이는, 친족에게 해를 끼치면 **자신의 유전자의 확산(포괄적응도)가 낮아지기 때문에, 비용에 맞지 않는다는 선택 압력이 작용하고 있기 때문이라고 생각된다. 생리·화학적으로는, 체표의화학 신호(큐티클 하이드로카본 등)**를 단서로 친족 식별을 하고 있을 가능성이 있지만, 구체적인 기구는 향후 과제이다.Phys.org

6. "무기화된 세 번째 다리"의 의미――형태 이형과 성 선택

파이터의 세 번째 다리의 무기화는,전초적인 구속(grabbing)에서 치명적 공격에 이르기까지의 연속 행동을 가능하게 한다. 이는성 선택의 전형적인 예로, 무기의 비용(성장·유지·위험)을 초과하는번식상의 이익이 있을 때 진화가 고정되기 쉽다. 게다가, 파이터의 공격이비근연에 편중됨으로써, 무기 사용의 "비용"의 일부(친족의 손실=포괄적응도 저하)가 회피되고, 전술로서의순이익이 높아진다. 이번 데이터는, 바로 그 균형점을 보여주고 있다.PubMedDryad

7. 농업·방제에의 함의――공격 행동은 "군집 동태"에도 영향을 미친다

Phys.org의 해설이 지적하듯이, 구근진드기는 조건에 따라해충으로서 대번식한다. 공격 행동이친족 구조와 교미 경쟁에 의해 조절된다면, 집단 내의혈연도의 분포나 성비, 암컷의 공간 분포가, 최종적인 밀도나 가해도에 영향을 미칠 가능성이 높다.

예를 들어, 근연 개체가 많은 패치에서는치명적 투쟁이 억제되고, 반대로 비근연이 섞이기 쉬운 패치에서는 **자기 억제가 약해져 밀도 조정(동종 포식)**이 작용한다――그러한 이론적 귀결은, **종합 방제(IPM)**에서의 공간 관리나 생물적 방제 설계의 힌트가 될 수 있다. 단, 실내 실험에서 현장으로의 외삽에는 주의가 필요하며,현지의 자원량·천적·미기후 등을 고려한 검증이 필수적이다.Phys.org

8. 성적 동족포식과의 관계――"먹는" 것은 누구와 누구인가

"배우자를 먹는" 성적 동족포식(sexual cannibalism)은 거미나 사마귀로 유명하지만, 그 적응적 의의는 계통마다 다르다. 총설 연구는,수컷을 먹는 암컷의 예가 많이 보고되는 한편, 드물게수컷이 암컷을 먹는예도 있다고 한다. 구근진드기의 경우, 이번에 관찰된 것은수컷→수컷의 치명적 공격이며, 배우자 자신은 아니다. 그러나 "배우자에 도달하는 것을 막는 상대를 먹는다(제거한다)"는 점에서, **번식 성공을 높이는 "식행동"**으로서 성적 동족포식 연구의 맥락에 연결할 수 있다.PMCScienceDirect

9. 거미진드기류에서 알려진 "수컷의 공격"의 일반성

거미진드기류에서는,암컷의 주변을 가드하는 수컷의 전술이나, 체 크기·무기화와 교미 성공의 관계, 더 나아가조기의 포식 위험 경험이 기질(대담함·공격성)에 미치는 장기 효과 등, 관련 현상이 축적되고 있다. 구근진드기의 결과는, 이러한 지견과 일치하는 부분이 많다. 앞으로는,

• 암컷의 페로몬이나 접촉 화학 신호가 수컷의 "잡기"를 트리거하는지

• 무리 내의 혈연 네트워크가 시공간적으로 어떻게 변동하며, 그것이 치명적 공격률을 어떻게 규정하는지

등,행동―화학―집단유전을 연결하는 연구가 기대된다.##HTML_TAG_