개미의 번데기가 영양분이 가득한 '우유'와 같은 액체를 분비해 개미 집단의 세대 간 통합 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.

이 액체는 번데기 주변에 고이면 진균증으로 죽게 만드는 독이 되지만 애벌레와 성체가 즉각 먹어 치울 땐 에너지원이 돼 발달 단계가 다른 개미 집단 내 모든 개체가 서로 의존하게 만드는 작용을 한다는 것이다.

미국 록펠러대학교에 따르면 이 대학 '하워드 휴즈 의학연구소' 부교수 대니얼 크로나우어 박사가 이끄는 연구팀은 개미 번데기가 분비하는 액체를 처음으로 확인하고 집단 내 역할을 분석한 결과를 과학 저널 '네이처'(Nature)에 발표했다.

연구팀은 개미 집단에서 애벌레와 번데기, 성체 등 발달 단계가 다른 개미를 격리한 뒤 집단에 미치는 영향을 관찰했다.

이 과정에서 번데기 주변에 액체가 고이는 것을 알아냈다. 곤충은 번데기 단계에서 액체를 분비하지 않는데 처음으로 관찰됐다고 한다.

이 액체는 진균증을 유발해 번데기를 죽음에 이르게 할 위험이 높았으며, 주변에서 이를 제거한 번데기만 성체가 된 것으로 나타났다.

이는 개미 집단 내에서 번데기 주변에 이 액체가 고이지 않게 작용한다는 점을 제시하는 것으로, 염색 추적 실험을 통해 성체와 애벌레가 이를 먹어 치운다는 점이 확인됐다.

이 액체는 성분 분석 결과, 곤충이 성장을 위해 기존 각피를 떼어내는 '허물벗기' 과정에서 나온 것으로 밝혀졌다.

비사회적 곤충은 허물벗기 액체를 영양분을 보존하는 데 재활용하지만, 개미의 번데기는 이를 집단 내 다른 개체와 공유하는 것으로 드러났다.

이 액체에는 영양분이 풍부할 뿐만 아니라 향정신성 물질과 호르몬, 꿀벌이 여왕벌이 될 애벌레를 위해 만든 로열젤리의 일부 성분 등이 포함된 것으로 분석됐다.

이 액체는 특히 갓 부화한 어린 애벌레에게 필수적인데, 부화한 뒤 나흘간 이 액체를 못 먹게 하자 애벌레의 성장이 멈추고, 상당수가 죽은 것으로 나타났다.

크로나우어 부교수는 "개미 애벌레는 부화한 뒤 처음 며칠간은 젖에 의존하는 신생아처럼 이 액체를 먹고 자란다"면서 "성체도 이를 게걸스럽게 먹는데, 구체적인 작용은 분명치 않지만, 대사와 생리에 영향을 준다고 확신한다"고 했다.

연구팀은 5대 주요 개미 아과(亞科)에서 모두 같은 현상을 확인했다면서 개미 진화 초기나 진화가 시작되기 전에 형성된 현상일 수 있다고 분석했다.

연구팀은 개미가 조직내 세포가 소통하는 것과 비슷하게 개체 간에 화학 신호를 주고받으며 정보를 전송하는 등 많은 유기체가 하나로 통합된 듯이 작동해 초유기체로도 불린다면서, 개미 번데기가 분비하는 액체는 집단 내 개체의 장기적인 대사와 행동 변화에 영향을 줄 수 있는 '사회적 액체'라고 제시했다.

그러면서 개미 성체와 번데기, 애벌레를 연결하는 사회적 액체의 발견은 상호 의존적인 초유기체로서의 개미집단에 대한 이해를 넓혀주는 것이라고 덧붙였다.

논문 제1저자인 오를리 스니르 박사는 "개미 번데기의 사회적 액체는 지금까지 경시돼온 개미사회 내 상호작용 네트워크의 원동력"이라면서 "이는 애벌레와 번데기, 번데기와 성체 간 의존의 새로운 측면을 드러내 줬다"고 설명했다.