하지만 해독제는 인간의 특허가 아닙니다. 어떤 동물들은 어떻게 사용하는지 알고 있습니다. 오늘 개미가 어떻게 해독제를 사용하는지 봅시다.
이 글의 첫 번째 역할은 남미 원산지인 침입성 홍화개미이다. 1930 년대에는 외래의 붉은 불개미가 실수로 미국 남부로 유입되어 빠르게 확산되어 골치 아픈 일이 벌어졌다. 침입홍화개미는 적응성이 강하여 각종 환경에 둥지를 지을 수 있다. 그들의 소굴은 종종 농경지, 정원, 심지어 주택에 막대한 피해를 입힌다. 침입한 붉은 불개미는 다양한 곤충을 잡아먹을 뿐만 아니라 새와 작은 포유류를 공격하여 생태 환경에 큰 피해를 입혔다. 게다가, 침입한 붉은 불개미는 매우 공격적이다. 그들의 둥지가 방해 하는 경우, 노동자 개미가 밖으로 몰려 것입니다, 인체나 동물의 몸 위에 크롤 링, 윗턱과 피부를 잡고, 복 부의 끝에 독 가시와 독을 주입. 붉은 불개미에게 물리는 사람은 피부가 화상을 입은 듯한 통증을 느끼기 때문에' 불개미' 라고 불린다. 물린 곳에 붓기가 생길 수 있다. 이러한 붓기는 점차 사라지지만 일부 환자들은 심각한 감염이나 알레르기 반응을 보이거나 심지어 사망할 수도 있다. 미국은 매년 홍화개미의 침입과 물림을 막기 위한 지출이 50 억 달러에 달하는 것으로 추산된다.
침입한 붉은 불개미가 이렇게 위력이 큰 한 가지 중요한 이유는 독독독을 분비할 수 있기 때문이다. 우리는 아직 홍화개미를 침범하는 독액의 작용 메커니즘을 완전히 이해하지는 못했지만, 우리는 독액의 주성분이 각종 알칼로이드라는 것을 기본적으로 확정했다. 알칼로이드는 생물의 체내에 질소를 함유한 큰 종류의 유기물을 가리킨다. 질소 원자의 존재는 분자를 알칼리성으로 만들어 알칼로이드라는 이름을 붙였다. 우리가 잘 알고 있는 니코틴, 모르핀, 아코 니틴, 마돈 알칼리 등 많은 알칼로이드는 매우 독성이 강한 물질이며, 얼굴이 창백하게 들립니다. 홍화개미의 독액을 수입하는 것은 알칼로이드 외에 대량의 단백질을 함유하고 있으며, 어떤 단백질은 독이 될 수도 있고, 알칼로이드가 물린 조직에 퍼지는 것을 도울 수도 있다.
붉은 불개미의 강력한 침입으로 현지의 원생 개미가 가는 곳은 거의 자취를 감추었다. 하지만 붉은 불개미가 미국 남부 땅을 침범한 지 수십 년 만에 극적인 장면이 벌어졌다. 지난 세기 말부터 이 논문의 또 다른 주인공인 남아메리카 원산지인 황광개미도 미국 남부에 도입되었다. 침입한 붉은 불개미보다 작은 이 황개미가 도착한 후, 침입한 붉은 불개미를 빠르게 낙화유수로 때렸고, 심지어 침입한 붉은 불개미의 소굴도 황광개미가 점령했다. 이 현상은 자연히 과학자들의 흥미를 불러일으켰다. 황광개미는 어떤 비밀 무기로 침입한 홍화개미를 물리쳤습니까?
미국 텍사스 대학의 연구원들은 황광개미의 생활습성, 특히 침입한 홍화개미와의 경쟁을 자세히 관찰했다. 그들은 황광개미가 현지 개미가 멀리 가지 않는 것을 발견했다. 그들은 종종 침입한 붉은 불개미를 적극적으로 공격하여 음식을 쟁탈한다. 도전자에 직면하여 침입한 붉은 수입 불개미는 당연히 사양하지 않고 황광개미에게 독액을 분사한다. 하지만 뒤이어 재미있는 장면이 벌어졌다. 황광개미가 복부를 구부리고 복부 끝의 독선이 윗턱에 닿게 한 다음 윗턱으로 팔다리를 반복해서 핥았다 (그림 3). 어떻게 이런 이상하게 보이는 행동을 설명할 수 있습니까? 과학자들은 황광개미가 자신의 독액으로 외래 홍화개미 독액의 독성을 없앨 수 있다는 가능성을 생각했다.
이 추측을 증명하기 위해 연구원들은 일련의 교묘한 실험을 설계했다. 그들은 노란개미의 복부 끝에 있는 독샘에 매니큐어를 발라 침입한 홍화개미의 독액 공격을 받을 때 자신의 분비물로 몸을 씻을 수 없도록 하고, 다른 부분은 황광개미의 복부 양쪽에 바르기도 한다. 다음으로, 그들은 두 그룹의 황광개미를 각각 침입한 붉은 불개미와 접촉시켜 침입한 붉은 불개미의 독액에 감염된 후의 생존 상태를 관찰하게 했다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 전쟁명언) 8 시간 후 복부 끝이 차단되지 않은 황광개미 집단 중 98% 가 생존했다. 반면 복부 끝이 막힌 황광개미들은 48% 에 불과했다. 분명히 황광개미 복부선에서 분비되는 액체는 외부의 홍화개미 독액 침입의 독성을 효과적으로 낮출 수 있다. 그들의 결론을 더욱 증명하기 위해 연구원들은 아르헨티나 개미를 실험에 선택했다. 아르헨티나 개미는 황광개미처럼' 해독제' 를 분비하지 않기 때문에 침입한 홍화개미의 독액을 만나면 거의 목숨을 잃는다. 하지만 황광개미가 분비하는 액체를 침입한 홍화개미 독소에 감염된 아르헨티나 개미에게 바르면 아르헨티나 개미의 생존율이 크게 높아진다. 이것은 황광개미가 분비하는 액체가 침입한 홍화개미 독액의 좋은 해독제라는 것을 더욱 보여준다.
여기를 보면 독자들은 분명 궁금할 것이다. 황광개미의 해약에는 어떤 신기한 화학물질이 숨겨져 있습니까? 답은 간단하지만, 그것은 단지 유기물인 포름산일 뿐이다. 사실 많은 개미들이 개미산을 분비하는 것은 자위를 위해서다. 개미산이 증류개미를 통해 얻은 것으로 처음 밝혀졌기 때문에 개미산은 포름산이라고도 한다. 연구원들은 포름산의 해독 효과를 확인하기 위해 아르헨티나 개미로 일련의 실험을 진행했다. 황광개미가 분비하는 독액 대신 개미산 수용액으로 침입한 홍화개미가 공격한 아르헨티나 개미의 몸을 씻는다면 아르헨티나 개미의 생존율도 크게 높아질 수 있다는 것을 발견했다. 이는 개미산이 황광개미' 해독제' 의 유효 성분이라는 반박할 수 없다. 그렇다면 개미산은 어떻게 붉은 불개미를 수입하는 독액과 상호 작용하여 독성을 떨어뜨릴까요? 불행히도, 현재 우리는 그것의 작용 메커니즘에 대해 아직 잘 알지 못한다. 과학자들은 포름산이 홍화개미 독액에 침입한 일부 효소를 무효로 만들 수도 있고, 홍화개미 독액의 주요 성분인 각종 바이오로이드와 작용할 수도 있다고 추정하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
침입한 홍화개미 독액의 독성이 제거되면 황광개미는 같은 독액으로 반격한다. 흥미롭게도 황광개미의 독액은 침입한 홍화개미처럼 특별한 화학물질을 함유하지 않는다. 그것의 주성분인 포름산과 일부 알칸은 다른 개미들 사이에서도 흔히 볼 수 있다. 포름산과 알칸의 조합은 침입한 붉은 불개미에게 효과가 있어 대량의 침입한 붉은 불개미를 죽일 수 있다. 연구진은 또 다른 많은 개미들도 포름산과 알칸을 분비할 수 있지만 황광개미의 분비량은 다른 개미보다 훨씬 높다는 점에 특히 주목하고 있다. 따라서 양으로 이기는 것은 황광개미가 다른 개미와의 경쟁에서 우위를 점하는 중요한 원인일 것으로 추정하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) 이것은 마치 두 사람이 권총을 들고 있는 것과 같다. 그 중 한 명은 총알이 몇 발밖에 없어서 위험에 직면했을 때 총을 쏘아 경고할 수밖에 없을 것이다. 다른 사람은 몸에 수십 발의 총알이 있어서 안심하고 총을 쏘아 반격할 수 있다.
침입한 붉은 불개미와 황광개미의 원산지는 모두 남아메리카에 있는데, 두 개미가 서로 경쟁하고 있어 황광개미가 눈에 띄게 우세하다. 황광개미라는 독특한 해독 행위는 침입한 홍화개미와의 오랜 경쟁사에서 진화한 것일 수 있다. 연구진은 황광개미를 다른 종류의 개미와 함께 두면 황광개미가 상대의 독액에 공격을 받은 뒤 자신의 독액을 이렇게 적극적으로 해독할 수 없다는 사실을 발견했기 때문이다. 우리는 황색광개미가 미국 남부를 침범한 붉은 외래불개미를 쫓아낼 수 있다는 사실에 놀라움을 금치 못했지만, 사실 이 부부는 이미 수많은 비슷한 이야기를 연출했을 것이다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 남녀명언)
미국 남부 주민들에게 침입한 붉은 불개미가 황광개미로 바뀌는 것은 기쁜 일이 아닐 것이다. 황광개미도 침입한 붉은 불개미처럼 곳곳에 둥지를 짓고 시설을 파괴하고 다른 생물을 공격하기 때문이다. 불량배' 가 쫓겨난 것 같지만, 오히려 더 강력한' 악당' 으로 바뀌었다. 가까운 장래에, 그곳의 사람들은 침입종으로 인한 생태 문제를 계속 겪게 될 것이다. 하지만 연구자와 일반 독자들에게 붉은 불개미와 황광개미가 침입한 이야기는 자연의 마법과 진화의 강력한 힘을 실감하게 해 주는 아주 좋은 예이다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) [저자: Block * * * polymer (고분자 과학 및 공학 박사, 현재 기업 r&d 에 종사)]