Social parasites in evolutionary transition: Lasius (Chthonolasius) castor n.sp. and L. (Chthonolasius) pollux n.sp. – two hidden ant species with unusual biology

발밑의 숨겨진 세계에서 개미들은 인간의 도시보다 더 복잡한 사회를 건설하곤 합니다. 이 곤충들이 스스로를 조직하는 여러 방법 중 하나로, 일부 종은 사회적 기생(social parasitism)이라 불리는 전략을 진화시켜 왔습니다. 이 체제에서 여왕개미는 자신의 첫 번째 일꾼 세대를 직접 키우며 군집을 시작하지 않습니다. 대신, 그녀는 다른 개미 종의 둥지를 침입하여 기존의 여왕을 죽이거나 몰아내고, 기존의 일꾼들이 자신의 새끼를 키우도록 강요합니다. 이는 많은 개미 종, 특히 라시우스(Lasius) 속에서 나타나는 잘 알려진 생존 전술입니다. 그러나 생물학자들은 일단 한 종이 이러한 기생 생활 방식을 채택하면, 다른 것으로 진화할 수 없이 그 경로에 갇히게 된다고 오랫동안 믿어 왔습니다. 기생자가 자신의 방식을 바꾸고 숙주와 새로운 안정적인 관계를 찾을 수 있는지에 대한 의문은, 주로 이러한 지하의 상호작용을 관찰하는 것이 매우 어렵기 때문에 미스터리로 남아 있었습니다.

한 연구팀이 이제 이러한 오랜 믿음에 도전하는 상황을 밝혀냈습니다. 유럽 전역의 수백 개 개미 둥지를 조사함으로써, 그들은 중대한 진화적 변화의 중간 단계에 있는 것으로 보이는 두 종의 새로운 개미를 발견했습니다. '라시우스 카스토르(Lasius castor)'와 '라시우스 폴룩스(Lasius pollux)'로 명명된 이 개미들은 표준적인 사회적 기생 규칙을 따르지 않습니다. 이들은 단순히 숙주 둥지를 점령하여 숙주의 일꾼을 자신들의 일꾼으로 교체하는 대신, 두 종이 나란히 함께 살며 일하는 장기적인 혼합 군집을 형성합니다. 연구진은 이 새로운 종들이 다른 개미 종을 침입하여 가족을 시작하는 전통적인 방식을 대부분 버렸다는 사실을 발견했습니다. 대신, 이들은 특정 친척 종들을 적극적으로 찾아가 함께 살며, 양쪽 그룹 모두가 일꾼을 기여하는 안정적인 공동체를 만듭니다. 이 발견은 진화의 경로가 항상 일방통행은 아니며, 고도로 전문화된 기생자조차도 생존을 위한 새로운 방법을 찾을 수 있음을 시사합니다.

연구는 중앙 및 서유럽 전역에서 개미 샘플을 수집하고 분석하는 거대한 노력으로 시작되었습니다. 연구진은 거의 천 개의 둥지 샘플을 수집했는데, 이는 팀과 협력자들이 수십 년간 수행한 과업이었습니다. 이 개미들은 땅속에 살며 다른 종들과 외형이 매우 유사하기 때문에, 이를 식별하려면 고성밀도의 현미경과 다리의 모양, 털의 길이, 허리 구조와 같은 미세한 신체적 특징에 대한 정밀한 측정이 필요했습니다. 이러한 신체적 특성을 각 종의 고유한 지문처럼 취급하는 방법을 사용하여, 팀은 이 새로운 개미들을 닮은 꼴의 다른 종들로부터 분리해 낼 수 있었습니다. 그들은 라시우스 카스토르와 라시우스 폴룩스가 각각 고유한 몸 형태와 털 패턴을 가진 별개의 종이지만, 서로 너무나 비슷하여 이전에는 하나의 특이한 유형의 개미로 오인되었음을 발견했습니다.

이 발견을 진정으로 놀랍게 만드는 것은 이 개미들이 어떻게 군집을 구축하느냐 하는 점입니다. 전통적인 사회적 기생 모델에서는 새로운 여왕이 숙주 둥지에 침입하여 숙주 여왕을 죽이고, 숙주 일꾼들이 기생자의 새끼를 키우다가 결국 기생자의 일꾼들이 둥지를 장악하게 됩니다. 연구진은 라시우스 카스토르와 라시우스 폴룩스에게서 이러한 구식 방식이 매우 드물다는 것을 발견했습니다. 연구된 사례 중 1% 미만에서만 이 방식이 나타났습니다. 대신, 이들의 둥지 중 대다수인 약 94%에서 이들은 같은 아속(subgenus)에 속하는 다른 종들과 함께 삽니다. 이들은 숙주 여왕을 죽이거나 숙주 일꾼을 대체하지 않습니다. 대신, 이들은 새로운 종과 그들의 숙주 친척들이 함께 일하는 혼합 집단을 형성합니다. 이러한 공유 둥지에서 새로운 종은 일꾼 노동력의 거의 40%를 차지하며, 이는 그들이 단순한 무임승차자가 아니라 완전히 기능적인 구성원임을 증명합니다.

연구진은 이 두 종이 서로 다른 이웃 선호도를 가지고 있음을 관찰했습니다. 라시우스 카스토르는 습하고 서늘한 환경을 선호하며, 종종 자신과 같은 습한 조건을 좋아하는 개미들과 짝을 이룹니다. 반면, 라시우스 폴룩스는 더 건조하고 따뜻한 스텝(steppe) 서식지를 선호하며, 보통 건조한 곳에서 번성하는 개미들과 함께 발견됩니다. 이는 파트너의 선택이 엄격한 생물학적 규칙보다는 환경에 의해 결정된다는 것을 시사합니다. 연구팀은 또한 이 새로운 개미들이 단순히 우연히 마주치는 것이 아니라, 이러한 파트너들을 능동적으로 찾아다닌다는 점에 주목했습니다. 이러한 능동적인 행동은 단순한 침입을 넘어선 정교한 관계를 시사합니다.

이러한 명확한 관찰에도 불구하고, 연구진은 아직 이 관계를 정확히 무엇이라 불러야 할지 단정 짓지 못하고 있습니다. 그것은 새로운 종이 숙주에 의존하면서도 자신의 일꾼을 유지하는 영구적 사회 기생의 한 형태일 수도 있습니다. 혹은 두 독립된 종이 둥지와 자원을 공유하지만 각자의 가족은 별도로 유지하는 파라바이오시스(parabiosis, 공생)라는 유형의 파트너십일 수도 있습니다. 또한 더 복적인 유전적 가능성으로, 이 새로운 개미들이 별개의 종이 아니라, 수컷을 통해서만 전해지는 특수한 유전적 혈통이며 숙주 여왕의 몸을 이용해 번식하는 것일 수도 있습니다. 논문은 가장 가능성 있는 설명으로, 새로운 종이 자신들의 친척을 파괴하지 않고 그 곁에서 살아가는 방식으로 진화한 '영구적 사회 기생'으로의 전환이라고 주장합니다. 그러나 저자들은 전체적인 그림이 여전히 불분명하며, 이 수수께끼를 풀기 위해 더 많은 유전적 연구가 필요하다는 점을 인정했습니다.

이 개미들의 신체적 변화는 그들이 새로운 존재로 진화하고 있다는 아이디어를 뒷받침합니다. 친척들과 비교했을 때, 라시우스 카스토르와 라시우스 폴룩스는 더 굵직한 몸체, 짧은 다리, 그리고 다른 형태의 허리를 가지고 있습니다. 이러한 특징들은 기생자가 더욱 전문화되어, 아마도 숙주에 전적으로 의존하는 상태로 이동하고 있다는 초기 징후처럼 보입니다. 그럼에도 불구하고, 일하는 능력이나 새끼를 돌보는 능력을 상실하는 많은 기생자와 달리, 이 개미들은 군집에 필요한 모든 과업을 수행할 수 있는 온전한 힘과 능력을 유지하고 있습니다. 이러한 독특한 특성의 조합은 진화가 현재 진행 중임을 시사하며, 고대의 전략이 다시 쓰여지고 있는 순간을 포착하고 있습니다. 이 두 숨겨진 종의 발견은 자연이 어떻게 오래된 문제에 대해 새로운 해결책을 찾을 수 있는지를 보여주는 드문 사례를 제공하며, 개미 사회의 경직된 세계에서도 변화는 언제나 가능하다는 것을 보여줍니다.