Does the invader win? Interspecific competition between the ambrosia beetles Xylosandrus germanus and Xyleborinus saxesenii

보이지 않는 아주 작은 군대들이 끊임없이 부동산을 차지하기 위해 전투를 벌이는 세상을 상상해 보세요. 이것은 공상 과학 영화가 아닙니다. 생물체가 환경 및 서로와 어떻게 상호작용하는지를 연구하는 학문인 생태학의 숨겨진 드라마입니다. 이 이야기의 주인공은 암브로시아 딱정벌레(ambrosia beetles)입니다. 이들은 나무 자체를 먹지는 않는 아주 작은 나무를 뚫고 사는 곤충입니다. 대신, 이들은 자신만의 '스타터 반죽'(특정한 균류)을 주머니에 넣고 다니는 숙련된 요리사와 같습니다. 이들은 나무 속으로 구멍을 뚫고 들어가 자신의 균류 씨앗을 심은 다음, 그곳에서 자라나는 균류를 먹습니다. 이 딱정벌레들은 이동하고 균류 정원을 심는 데 매우 능숙하기 때문에 종종 새로운 국가로 침입하곤 합니다.

오랫동안 과학자들과 자연 애호가들은 의문을 품어왔습니다. 왜 이 외래 침입 딱정벌레들이 그렇게 쉽게 장악하는 것일까요? 가장 대중적인 이론은 이들이 곤충 세계의 '슈퍼 운동선수'라는 것이었습니다. 침입자가 토착종과 만났을 때, 침입자가 더 강하거나, 더 빠르거나, 혹은 더 나은 경쟁자이기 때문에 승리한다는 아이디어였습니다. 이는 마치 새롭고 화려한 스포츠 팀이 단지 새롭고 흥 excitement가 넘친다는 이유만으로 지역 팀을 항상 이긴다고 가정하는 것과 같습니다. 하지만 그것이 정말 사실일까요, 아니면 무대 뒤에 더 복잡한 이야기가 숨어 있는 것일까요? 이 침입자들이 단순히 자연적으로 우월하기 때문이라고 생각한다면, 우리는 그들이 퍼져나가는 진짜 이유를 놓칠 수 있으며, 이는 우리가 숲을 보호하기 위해 노력하는 방식을 바꿀 수도 있습니다. 따라서 이를 이해하는 것은 중요합니다.

이제 유럽에서 벌어지는 두 딱정벌레 종, 즉 침입종인 Xylosandrus germanus(새로 온 손님)와 토착종인 Xyleborinus saxesenii(현지 주민) 사이의 특정 대결로 시선을 돌려봅시다. 연구원들은 두 종이 만났을 때 어떤 일이 일어나는지 보기 위해 실험실 경기장을 마련했습니다. 그들은 두 가지 시나리오를 만들었습니다. 하나는 같은 종의 두 딱정벌레를 짝지어 놓은 경우였고, 다른 하나는 서로 다른 종 하나가 하나의 작은 아파트(나무 갤러리)를 강제로 공유하게 한 경우였습니다. 그들은 누가 더 많은 새끼를 낳는지, 누가 먼저 집을 떠나는지, 그리고 누군가 룸메이트에게 잡아먹히는지 등을 면밀히 관찰했습니다.

결과는 반전이었습니다. '슈퍼 운동선수' 이론과는 반대로, 침입 딱정벌레는 싸움에서 이기지 못했습니다. 실제로 두 종이 갤러리를 공유했을 때, 침입종인 X. germanus는 자기 종끼리 있을 때보다 오히려 새끼를 적게 낳았습니다. 반면, 토착종인 X. saxesenii는 동료의 존재를 크게 개의치 않는 듯했습니다. 이 종은 번식력을 일정하게 유지했을 뿐만 아니라, 침입종보다 더 빨리 갤러리를 챙겨 떠났습니다. 즉, 침입자가 토착종을 이긴 것이 아니라, 오히려 토착종이 경쟁을 더 잘 다루는 것처럼 보였습니다.

하지만 내부를 들여다보면 이야기는 더욱 흥러워집니다. 이 딱정벌레들은 그들의 균류 파트너인 Ambrosiella grosmanniae(침입자의 균류)와 Dryadomyces sulphureus(토착종의 균류)에 의존합니다. 연구원들은 배양 접시에서 이 균류들을 서로 맞붙여 놓고, 다양한 종류의 '음식'(너도밤나무와 참나무의 톱밥)과 딱정벌레가 나무를 부드럽게 만드는 데 사용하는 알코올(에탄올) 농도에 따라 대결시켰습니다. 여기서 토착종의 균류인 D. sulphureus가 명백한 챔피언이었습니다. 이 균류는 음식이나 알코올 농도에 관계없이 전반적으로 침입자의 균류보다 더 빠르고 강하게 성장했습니다.

이는 침입종 딱정벌레가 혼합된 쌍에서 고전했던 이유가 토착종 딱정벌레가 직접 괴롭히거나 싸웠기 때문이 아니라, 토착종의 균류 파트너가 단순히 자원 경쟁에서 더 뛰어났기 때문임을 시사합니다. 논문은 딱정벌레 수준의 결과(침입자가 더 적은 새끼를 낳음)가 아마도 그들의 균류가 먹이 전쟁에서 패배한 것에 따른 부수적인 효과일 것이라고 제안합니다.

그렇다면 침입자는 승리할까요? 이 연구에 따르면, 침입자가 더 나은 전사는 아니기 때문입니다. 저자들은 유럽에서 X. germanus가 퍼지는 것이 토착종과 정면 승부를 벌여 압도하기 때문이 아니라고 제안합니다. 대신, 그 성공은 '팔방미인'이 되는 것에 더 가깝습니다. 즉, 다양한 종류의 나무를 다룰 수 있고, 유연하며, 국제 무역을 통해 계속해서 새로운 지원군을 얻고 있다는 것입니다. 이 논문은 침입종이 항상 지배적인 챔피언은 아니라는 점을 지적하며, 그들의 성공은 다른 이점으로부터 올 수 있는 반면, 토착종은 자신의 뒷마당에서 놀라운 만큼 강력한 경쟁자로 남아 있음을 시사합니다.