많은 종류의 개미, 벌, 흰개미, 그리고 말벌은 각 구성원이 생식과 먹이를 찾는 등의 여러 기능을 수행하는 사회집단 (계급)으로 조직된 집단을 형성합니다.
콜로니의 개별 생물체들은 종종 매우 협력적으로 활동하여 마치 하나의 유닛 또는 ‘슈퍼 유기체’처럼 기능하는 것처럼 보입니다.
슈퍼 유기체란 무엇인가요?
슈퍼 유기체는 개별 생물체를 넘어서는 생물학적 조직의 한 단계를 의미합니다. 이 개념은 2009년 생물학자 베르트 휘롤드블러와 E.O. 윌슨의 저서 The Superorganism에서 주목을 받았으며, 저자들은 이 용어의 해석에서 차이를 보여 여러 정의가 생겨났습니다. 가장 간단한 정의는 책의 용어 사전에서 나타나며, “단일 생물체의 생리적 특성과 유사한 조직적 특징을 보이는 사회”라고 설명됩니다. 본질적으로, 콜로니의 구성원들은 신체의 부분에 비유될 수 있습니다.
콜로니가 신체와 닮은 점은 무엇인가요?
주요 특징은 노동의 분업입니다. 신체에서는 ‘생식’ 세포인 정자와 난자가 생식 기능을 담당하고, ‘체세포’는 다른 역할을 수행합니다. 마찬가지로, 사회적 곤충에서는 생식 계급이 유전자의 전이를 담당하는 반면, 작업자와 병사 같은 다른 계급은 먹이 찾기, 유아 양육, 둥지 보호 등의 활동을 수행합니다.
또한, 콜로니는 질병 방어와 같은 중요한 기능을 위한 전문화된 시스템을 갖추고 있습니다. 신체의 면역 시스템이 기생충에 반응하여 특정 분자를 사용해 감염된 세포를 제거하는 것처럼, 곤충 콜로니도 아픈 구성원을 제거할 수 있습니다. 예를 들어, 개미 종 Lasius neglectus는 ‘파괴적인 소독’을 수행하며, 감염된 유충에서 분비되는 화학 물질을 감지하면 작업 개미가 외부 껍질을 열어 방부 독소를 적용하여 콜로니 내에서 질병 전파를 막습니다.
콜로니는 유기체처럼 기능할 수 있나요?
신체의 세포들처럼 개별 곤충들은 통합된 전체로서 협력적으로 행동합니다. 슈퍼 유기체의 개념은 곤충학자 윌리엄 휠러의 1911년 에세이인 ‘유기체로서의 개미 집단’에서 영감을 받았습니다. 콜로니는 또한 구성원 간의 상호작용이 중추 신경계의 뉴런 연결과 유사하게 구조화되어, 의사결정과 같은 자발적으로 나타나는 특성을 보여줍니다. 이는 어느 한 개체 (혹은 뇌세포)에 의해 조정되지 않습니다.
사회적 곤충의 진화를 이끄는 원리는 무엇인가요?
자연 선택—특히 ‘적자 생존’의 개념은 자신의 생존과 생식 성공을 향상시키는 생물체를 선호하며, 이를 진화적 ‘적합성’이라고 합니다. 그러나 찰스 다윈은 “선택은 개인뿐만 아니라 가족에게도 적용될 수 있다”고 언급했습니다. 이는 개인이 근친(친척)과 협력하여 공유 유전자의 전파를 보장함으로써 ‘포괄적 적합성’을 향상시킬 수 있다는 것을 의미합니다. 이 원리는 친족 선택으로 알려져 있습니다.
사회적 곤충의 사회는 안정적인가요?
모든 사회적 곤충이 평화롭게 공존하는 것은 아닙니다! 많은 포너린 개미에서는 작업자들이 ‘희망적 생식자’로, 짝짓기를 할 가능성을 가지며, 유전적으로 동일한 클론 간의 경쟁을 조장합니다. 반대로, 적은 짝짓기는 더 큰 협력과 갈등 감소로 이어집니다.
안정성은 노동 분업과 세대가 겹치며, 젊은 개체를 돌보는 비생식 개인이 있는 ‘유사회적’ (진정한 사회) 콜로니에서 더욱 가능성이 높습니다. 예를 들어, 잎을 자르는 개미들은 크기와 나이에 따른 복잡한 계급 시스템을 구축하며, 많은 수의 불임 작업자들이 식물을 모아 균류 농장을 재배하여 콜로니의 영양을 공급합니다. 이러한 조화로운 구조가 슈퍼 유기체를 형성합니다.
슈퍼 유기체의 다른 예가 있나요?
하나의 주목할 만한 예는 포르투갈 전함입니다. 이는 물질적으로는 해파리처럼 보이지만, 사실은 독특한 구조를 형성하는 특수 개체인 주이드가 모인 콜로니입니다. 또 다른 예시는 Dictyostelium이라는 한 종류의 점균으로, 보통 단일 세포로 존재합니다. 어려운 시기에 이러한 세포들은 다세포 개체를 형성하기 위해 결합하며, 이 가운데 일부는 자신의 생식 능력을 포기하고 포자 분산을 돕는 줄기를 형성—일시적인 슈퍼 유기체처럼 기능합니다.
주 이미지: 포르투갈 전함/Getty
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