Homo Surplus

영화 ‘연가시’가 개봉을 했습니다. 원래 목표는 개봉 전에 글을 써서 유입자를 끌어들이자 였는데 말이죠...그리고 연가시가 흥행에 성공해야 어그로를 끌텐데...애인을 꼬셔서 연가시나 보러 가자고 할까...조금은 다른 이유로 영화 '연가시'의 흥행을 바라면서...글 시작합니다.

누구나 알고 있을 법한 연가시, 당신은 얼마나 알고 계시나요? 저도 그렇지만, 그저 알고 있는 거라고는 메뚜기나 사마귀 와 같은 곤충에 기생하는 기생충, 그리고 숙주곤충의 뇌를 조종하여 물로 뛰어들게 만든다는 것 정도랄까요? 이러한 정보들 외에 곤충을 쉽게 볼 수 없는 도시인에게 연가시란 그저 단어 이상의 의미로 쉽게 와 닿지 않는 생물일 겁니다. 가장 좋은 학습이란 직접 경험하는 학습이라고 생각하지만, 그게 말처럼 쉬운가요. 그래서 준비했습니다. 글로 배우는 연가시! 라고 야심차게 준비했습니다만, 이정도 내용은 인터넷만 뒤지면 쉽게 알 수 있는 것들이에용.  ㅜㅜ

흔히, 한국말로 연가시라고 부르는 생물은 유선형동물문(Nematomorpha)^[각주:1]에 속하는 생물의 일종입니다. 이들 생물들은 생활사의 일부분에서 기생생활을 하게 되는데, 주로 곤충이나 갑각류에 기생생활을 합니다. Nematomorpha는 다시 Nectonematidea와 Gordioidea^[각주:2] 의 두 가지 ‘목(order)’으로 나눌 수 있다고 하네요. 두 가지의 차이는 무엇일까요? 바로 이것들이 사는 환경과 관련이 있습니다. Nectonematidea와 같은 경우는 해양갑각류(게, 새우 등)에 기생하는 녀석들, 즉 바다에서 사는 것들이 속해있습니다. 반면 Gordiodiea에 속한 종류들은 사마귀, 귀뚜라미, 딱정벌레 등등과 같은 육상 절지동물에 기생하고 민물생활을 하는 종류들로 이루어져 있습니다.

연가시는 어떻게 보면 복잡한, 하지만 기생충들 사이에서는 그나마 간단한 생활사(life cycle)을 가지고 있어요. 연가시는 성충이 될 때 까지만 숙주의 몸에서 기생생활을 하는 생물입니다. 성충이 되면 물 속에서 자유생활을 하게 되죠. 그러니 우리가 곤충의 몸 속에서 볼 수 있는 연가시들은, 모두 아직 성충이 되지 못한 또는 거의 성충으로 자라난 것들이라고 봐도 무방하겠네요.

<Paragordius obamai^[각주:3] 의 알. 출처: http://www.nematomorpha.net/Eggs.html>

어쨌든, 숙주의 몸에서 빠져 나온 암컷은 알을 낳아요. 암컷 한마리가 천만개(10million)…이상의 알을 낳는다고 하니... 알은 물과 가까운 곳에 낳게 됩니다. 알은 2~4주 정도가 지나면 부화를 하는데요 부화된 유충은 물가로 이동을 하게 되요. 갓 부화한 유충이 무거워봤자 얼마나 무겁겠냐마는…무겁데요… 그래서 유충은 물 속으로 가라앉는다고 합니다. 그런데 알겠지만, 이 녀석들은 육상 곤충이 숙주인 녀석들이에요. 물속에는 당연히 이런 곤충들이 없죠. 때문에, 물속에서 다시 육상으로 자기들을 옮겨다 줄 중간숙주가 필요해요. 그래서 이들이 내놓은 해답이 무엇일까요? 답은 “다른 생물에게 먹힌다” 입니다. 육지로 이동하기 위해서 유충은 물속에서 꼼질꼼질 거리면서 다른 생물에게 먹혀달라고 유혹을 해요. “날 먹어줘! 핡핡!!”

그런데 이 과정이 매우 무작위적이에요. 아무 생물에게나 먹히면 안됩니다. 당연한 얘기겠지만, 물속에 사는 생물들 중에서 다시 물 밖으로 나갈 수 있는 생물들에게 먹혀야만 하죠. 이런 생물들이 뭐가 있을까요? 가장 대표적인 예가 수생곤충을 들 수 있겠네요. 수생곤충은 유충시기를 물 속에서 지내다가, 성충이 되면 다시 물 밖으로 나가게 되죠?(예: 잠자리) 연가시 종류에 속하는 것들이 물 밖으로 나가기 위해선 이러한 수생곤충들을 이용해야 합니다. 그런데 만약 물고기한테 먹혔다? 아주 그냥 ㅈ…되는 거에요. 기생생물들이란 것은 아무생물이나 다 기생할 수는 없어요. 최종 숙주는 정해져 있죠.^[각주:4] 연가시와 같은 생물들의 최종숙주는 사마귀, 메뚜기와 같은 육상 곤충류인데 물고기에게 먹힌 녀석들은, 물 밖으로 나가게 될 일이 거의 없겠죠. 결국 이녀석들은 성충이 되지 못할 확률이 매우 높아지는거죠.^[각주:5] 반면, 운 좋게 수생곤충의 유충에게 먹힌 녀석들은, 수생곤충이 우화하면 같이 육상으로 나가게 됩니다. 더군다나, 이러한 중간 숙주의 몸 속으로 들어간 연가시 유충은 일종의 포자(cyst)와 같은 상태가 되요. 이 상태로는 중간숙주의 몸 속에서 1년까지도 버틸 수 있다고 하네요.

아무튼, 연가시 유충의 포자를 몸에 품은 수생곤충이 드디어 육상을 팔랑팔랑 날아다닌다고 합시다. 그런데 육상에는 이들을 잡아먹는 포식자가 정말 많아요. 대표적인 것이 사마귀. 그리고 메뚜기나 귀뚜라미는 죽은 곤충들도 먹는다고 합니다. 결국, 이러한 방식으로 포자상태의 연가시 유충이 드디어 최종숙주인 육상곤충에게 먹혀 숙주의 몸속에까지 들어오게 됩니다. 연가시 암컷이 알을 왜 그렇게 많이 낳는지 이해가 좀 될 것 같기도 해요…성충이 되는 퍼센트가 얼마나 될지...

최종숙주의 몸속으로 들어온 연가시 유충은 포자를 벗고 다시 활동을 개시합니다. 하지만 이것들이 장 속에 있어서는 장 길이 이상으로 길어질 수 없겠죠. 그래서 얘들은 장의 벽을 뚫고 복강 안으로 이동을 해요. 그리고 복강 안에서 숙주의 양분을 흡수하면서 점점 자라게 됩니다. 이런 식으로 현미경으로 봐야 보이더 유충이 숙주의 몸보다 큰 성충으로 자라게 되는 거에요. 이놈들이 다 자라면 숙주의 머리와 다리를 제외한 몸통의 공간을 모두 차지한다고... 그런데 재밌는 것이 이들은 후에 성충이 되었을 때, 물속에서 살기 위한 모든 에너지를 숙주의 몸 속에 있을 때만 섭식활동을 통해 얻는다고 해요.^[각주:6]

그리고 마지막으로, 성충이 되면 숙주의 행동을 조절하게 됩니다. 숙주의 행동을 조절하는 것은 매우 중요한 과정이에요. 성장과 번식이 독립된 장소에서 이뤄지는 이러한 기생충들에게 있어, 결국 성공적인 번식을 하는 것이 가장 중요한 일이죠. 하지만, 연가시의 숙주인 육상 곤충들이 항상 개울이나 연못과 가까운 곳에 사는 것은 아니에요. 최종 숙주까지 도달하는 것도 엄청나게 힘든 일인데, 번식을 위해서 숙주가 우연찮게 물에 빠져 죽는 것에만 의존해야 한다고 생각해 보세요. 아마, 이러한 번식 전략을 가진 기생충은 오래지않아 멸종의 길을 걷게 될 겁니다. 때문에, 진화적인 관점에서 본다면 기생충이 숙주의 행동을 자신들의 번식에 유리한 쪽으로 조종하게끔 진화했다는 것이 설득력이 있습니다. 그리고 연가시는 이러한 진화적 전략을 충실히 이행한 모범적인 학생이고요.

연가시가 숙주를 조종하는 과정은 두 단계로 이루어져 있다고 하네요. 첫 번째 단계에서는 숙주가 이상행동을 하도록 하게 합니다. 그래서 숙주가 원래 살던 서식지를 벗어나 보통은 살지 않는 장소에서 발견된다고 해요. 그리고 이렇게 여기저기 돌아다니던 숙주가 물가 근처에 도달하게되면, 두 번재 단계로써 숙주가 물 속으로 점프를 하게끔 됩니다. 그리고 불과 수 초 ~ 수 분안에 숙주의 항문을 통해 물속으로 나오게 되는거죠.

여기서 잠깐 비디오 감상의 시간을 가져볼까요?

작품명: 귀뚜라미 배안에 나있다 (출처: http://www.nematomorpha.net/index.html)

그럼 여기서 한가지 의문이 생기게 됩니다. 도대체 어떻게 이 기생충이 숙주의 행동을 조절할 수 있는건가!

궁금증은 과학이 발전할 수 있는 원동력이죠. 이 기생충을 연구하는 사람들도 다들 그랬을 거에요. 그리고 결국 Biron D.G. 등이 기생충이 어떤 방법을 통해 숙주를 조종하는지 분자적인 수준에서 일부 해답을 내놓았습니다.(1) 잠깐 잡담을 하자면, 사실 연구라는 것도 결국 ‘자금’이 있어야 할 수 있는 것들이에요. 그리고 비종사자들이 들으면 까무러칠 만큼의 금액이 필요하기도 합니다.^[각주:7] 언제나 자원은 한정되어 있고, 각종 상이한 관심사를 가진 연구자들은 한정된 파이를 나눠먹어야 하죠. 때문에 연구비라는 것도, ‘우선 써먹을 수 있는 것’에 투자되는 경향이 강해요. 특히 한국이라면요. 때문에, 사람을 숙주로 삼는 기생충도 아니고, 곤충을 숙주로 삼는 기생충에 이처럼 꾸준히 연구를 진행하고 있는 연구자분들께 사실 존경심을 느낍니다. 연구비를 따오는 것도 쉬운일은 아니었을 거에요. 어쩌면 외국이라(이 연구는 프랑스에 진행) 기초과학에 대한 투자가 활발해서 그랬을 수도 있지만…어쨌든 기초연구에 투자가 빈약한 한국의 현실과 비교했을 때 놀랍기는 해요.^[각주:8] 열폭은 그만하고…

아무튼, 이 연구진은 연가시 만들어 내는 단백질의 종류 그리고 연가시에 감염된 메뚜기에서 특히 발현이 되는 단백질들을 조사하였어요. 수 많은 단백질들 중에 일부가 특히 연가시에게 조종되고 있는 메뚜기의 중추신경계에서 발현되는 것을 알 수 있었죠. 그리고 이들 단백질은 직,간접적으로 곤충 중추신경계의 올바른 작용을 위해 필요한 단백질들 이라고 합니다. 이상하죠? 기생충에 감염된 곤충이 자신의 신경계가 올바르게(그러니까 감염되지 않은 것처럼 행동하기 위한)작용하기 위한 단백질들을 더 많이 만든다니 말이에요. 이건 아마도, 기생충의 공격에 숙주의 뇌가 저항하기 위한 일종의 방어기작이라고 생각이 되어져요. 숙주의 이러한 방어를 뚫기 위해 기생충은 숙주의 신경계를 무력화할 수 있는 여러 가지 단백질을 만들어 내요. 그리고 이러한 기생충의 공격과 숙주의 저항이 반복되는 과정에서 숙주의 중추신경계가 손상을 입고, 이것이 숙주의 이상행동을 야기할 것이라고 여겨집니다.

일부, 입증되지 않은 ‘사람 몸에서 연가시가 나왔다’라는 이야기가 있기는 하나 봅니다. 일단 이야기의 진위여부는 제쳐두고, 과연 연가시가 곤충이 아닌 사람을 감염시킬 수 있는지 알아봅시다. 일부 기생충의 경우에는 원래 기생하는 숙주의 몸을 벗어나 사람의 몸에도 기생할 수 있기는 합니다. 하지만, 대개의 기생충 들은 숙주특이성(host-specificity)을 지녀요. 사람이 기생충을 가지고 있는 어떤 생물을 먹었을 때, 한동안 기생충이 사람의 몸 안에서 생존 할 가능성은 있습니다. 이러한 것을 위기생(pseudoparasitism, 가짜기생)이라고 하기도 합니다. 하지만, 기생충이 적절히 생존하기 위해서는 그네들이 선호하는 숙주가 필수적입니다. 때문에, 우연찮게 숙주가 아닌 생물의 몸에 들어온 기생충의 경우는 곧 죽어버린다고 하네요.

연가시 역시 숙주특이성이 있는 기생충입니다. 얘들은 성충이 되기 위해서는 곤충의 몸 속에 들어가야만 해요. 아마도, 사람 몸 속에서 연가시가 나왔다는 이야기들은 대개의 경우 사람이 자신도 모르게 혹은 실수로 연가시에 감염된 곤충을 먹게되고, 위액을 물로 착각한 연가시가 위속에서 나온 것이 아닐까 라고 여겨집니다.^[각주:9]

연가시가 사람에 기생할 가능성은 0에 수렴합니다. 물론 연가시가 진화를 통해 다른 숙주를 찾을 수는 있겠죠. 하지만 진화란 것이 그렇게 단기간에 이뤄지는 것은 아니에요. 수만~수백만년의 시간이 필요한 과정이니, 그때까지 인류가 생존한다면 고민해볼만한 문제랄까요. 오히려 연가시 입장에서는 사람 몸에 들어가면 죽은 운명이니 연가시의 안녕을 걱정해야 할 거 같네요.

마지막으로, 연가시 외에 숙주의 행동을 조절하는 대중적으로 알려진 기생충을 하나만 더 소개하고 마무리 지으려 합니다. 들어보셨나요? 톡소플라즈마.

고양이를 통해 전염될 수 있다고 해서 한때 유명세를 탔던 기생충이 있습니다. ‘톡소플라즈마 곤디’. 간단하게 ‘톡소플라즈마’라고 부르죠.

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=vet_love&logNo=80118698343

자세한 내용은 저곳에 잘 나와있으니 참고해 보세요. (그리고 고양이가 톡소플라즈마를 옮긴다고 하여 무분별하게 고양이에 대해 걱정하는 분들에게 일독을 권합니다.)

아무튼, 이 톡소플라즈마라는 기생충은 고양이가 최종숙주로 작용는 기생충입니다. 물론 고양이과 동물 말고 쥐, 야생 조류, 개, 그 밖의 수많은 가축, 그리고 사람을 비롯하여 엄청나게 많은 동물에 기생을 해요. 다만, 고양이과 동물 외의 동물에서는 유성생식을 통한 번식을 하지 못합니다.

다시 말하면, 톡소플라즈마가 성공적으로 유성생식을 하기 위해서는, 고양이의 먹이가 되는 동물이 고양이에게 최대한 먹혀야만 하겠죠? 마치 연가시에 감염된 곤충이 물속으로 뛰어들 듯이 말이에요. 그래서 고양이과와 고양이과의 먹이가 될 수 있는 중간숙주(예를 들면 쥐) 간에 강력한 선택압이 발생하게 됩니다.(2) 그런데 재미있게도, 톡소플라즈마에 감염된 쥐의 경우 고양이를 덜 무서워한다는 연구 결과가 실제로 있어요. 즉, 톡소플라즈마가 쥐의 뇌를 조종해 고양이와 같은 포식자에게 더 쉽게 노출되도록 행동을 바꿀 수 있다는 거죠.

최근, 연구결과에 의하면 인간 역시 톡소플라즈마에 영향을 받을 수 있다는 연구가 나오고 있어요. 인간의 경우 정신분열증(schizophrenia)의 한가지 원인으로 지목되기도 합니다. 그런데 정말 재미있는 것이 정신분열증 치료제로 쓰이는 일부 약물의 경우 톡소플라즈마의 증식을 억제할 수 있다는 사실을 밝혀졌다는 거에요.^[각주:10]

기생충이 숙주의 행동에 영향을 줄 수 있다는 것은 사실 새삼스러운 이야기는 아니에요. 기생충을 전공하시는 분들에게는 상식적인 이야기겠죠. 그리고, 영화를 통해 어떤 생물에 대한 관심이 증가하는 것은 환영할 만한 일이라고 생각해요. 하지만, 그 과정에서 제대로 된 지식을 얻는 것은 더욱 중요한 일이겠죠.

네XX에서 연가시라는 검색어를 입력해 보았을 때, Q&A로 올라와 있는 것들을 보면 그저 한숨만 나옵니다. 그리고 저도 제가 쓴 글이 긴 글 이라는 것을 알아요. 그리고, 많은 성급한 사람들이 이 글을 천천히 읽고있을지는 저도 의문스럽기는 해요.

그래서 준비했어요. 아마 여러분이 제일 궁금해할만한 내용에 대한 답변.

A. 성충이 사람 피부를 뚫고 체내로 못들어 가요. 너님이 수영하다 물마셔서 삼킬 수는 있겠네요. 아니면 곤충을 씹어드셨던가...

Q. 연가시가 사람 몸에서 기생할 수 있나요?

A. 못해요. 연가시는 사람 몸에서 양분을 얻는 생물이 아니에요. 너님은 종이먹으면 살 수 있나여? 정도의 질문이네요.

Q. 그래도 진화하면 사람몸에 기생할 수도 있잖아요?

A. 네...너님이 수백만년 후에도 살아있으면 진지하게 고민해 볼게요.

이상... 야생형(wildtype)의 연가시 특집을 마칩니다. 다음시간에 BoA요.

<출처>