세리나: 새들의 세계 - 1억년 기 - 해죽(海竹)과 수생개미

Sea Bamboo and Aquatic Ants

바다 대나무와 수생개미

 

Sea Bamboo

 

작열세의 열대 기후는 따뜻한 해안선에서 자라는 내염성 대나무 군집인 댕그로브(Bangroove) 숲에 매우 좋은 환경이었습니다. 댕그로브의 본래 서식지는 적도 근처 따뜻하고 얕은 해안으로 한정되었지만, 이제는 전 세계에 분포하고 있습니다. 이들 중 일부는 영겁의 세월 동안 해양 환경에 더욱 적응해 육상에 대한 의존도를 완전히 잃었습니다.

괴경은 생존에 불필요한 줄기를 축소시키는 대신 얕은 해저를 따라 자라게 되었고, 이 과정에서 모래나 진흙에 뿌리를 내리는 원시적인 형태로 회귀했습니다. 괴경에서는 얇고 유연한 새싹이 무수히 두껍게 엉킨 상태로 수면 위로 자라납니다. 불규칙적으로 자라난 싹은 100피트(30.48m) 이상의 길이로 자라며, 줄기 윗부분은 서로 얽힌 채로 수면 위를 떠다니면서 물고기, 갑각류 등 수많은 작은 수생동물들에게 피난처를 제공합니다.

줄기는 연필보다도 가늘지만, 식물의 줄기에서 강도와 강성을 부여하는 리그닌(Lignin, 식물상에서 세포를 서로 달라붙게 하는 역할)의 양이 매우 적기에 유연하고 강한 수류에도 잘 끊어지지 않습니다.

 

 

이 새로운 해죽(海竹)은 완전한 수중식물로, 종이처럼 얇고 끈처럼 긴 잎으로 수중에서 호흡과 광합성을 합니다.

비록 이들이 영양생식을 주로 하지만 여전히 꽃을 피웁니다. 꽃은 작고 잘 보이지 않으며, 잎이 줄기에 부착되는 접합부에서 자랍니다. 이들은 자가수분을 통해 씨앗을 맺고 유전적으로 동일한 개체들로 이루어진 군락을 만들지만, 해류나 (꽃가루를 먹는) 새우, 요각류를 이용해 타가수분을 하기도 합니다.

수생 대나무는 해변에서 자라는 조상들처럼 매우 긴 꼬투리 속에 큰 씨앗 하나를 맺는데, 야구방망이 길이에 무게는 몇 파운드까지 나가기도 합니다. 이 거대한 열매는 꽃보다 몇 배는 커질 뿐 아니라 물 속으로 떨어질 때까지 1년이나 걸리며, 모체 식물을 떠나기도 전에 싹이 틉니다. 씨앗의 부력은 1년 동안 물 위에 부유할 수 있을 정도이며, 그동안 씨앗은 꼬투리에 있던 영양분을 통해 빽빽하게 얽힌 뿌리를 물 속으로 생장시킬 수 있습니다.

운이 좋다면 묘목은 얕은 물가로 밀려가 괴경을 바닥에 뿌리내릴 수 있지만, 그렇지 않더라도 별 문제는 되지 않습니다. 해죽의 괴경은 고정 이외의 역할이 없으며, 수중에서는 줄기가 대부분의 영양분을 흡수합니다. 때문에 묘목은 물 위를 완전히 떠다니는 상태에서도 잎 많은 줄기와 뿌리로 빽빽한 군락을 형성해 얕은 물가로 쓸려갈 때까지 고립된 부유성 미세서식지를 형성할 수 있습니다. 이렇게 자유롭게 떠다니는 소군락은 해변에서 수백 마일 떨어진 외해에서도 발견되며 어린 물고기나 작은 수중동물에게 중요한 은신처가 됩니다.

대부분의 군락은 연안으로 떠내려가 한 자리에 정착하지만, 일부 군락은 몇 년 동안 계속 떠다니면서 커진 끝에 원양을 떠다니는 생명의 암초가 되기도 합니다.

 

 

해죽은 작은 해양동물의 은신처 이외에도 먹이로서도 중요합니다. 펠리카나리아(Pelecanary)나 기가덕(Gigaduck)은 잎을 먹으며, 씨앗 꼬투리는 당과 지방이 풍부해 고기를 먹을 기회를 노리는 기회주의자 동물들을 끌어들입니다. 심지어 근래까지 과일은 꿈도 못 꾸던 육식성 해양생물인 포포란트(Porporants)도 이제 과일을 먹을 수 있습니다. 하지만 육지의 일부 친척들처럼 해죽은 동물들이 씨앗을 먹어도 별다른 이점을 얻을 수 없고, 때문에 대부분의 종들은 섭취 가능한 과육을 두껍고 쓴 껍질로 덮어 먹지 못하게 하려고 합니다.

---

Sea Ants

바다개미들

 

한 무리의 개미들도 해죽을 따라 바다로 들어왔습니다. 맹그로브 개미의 후손인 이 개미들은 기주식물의 결절 속 공간에 숨어 밀물을 피하지만, 기주식물과 달리 여전히 공기호흡을 해야 합니다. 하지만 이들은 공기호흡을 하면서도 한 번에 몇 주 동안 수중에 머물 수 있는, 새로운 호흡법을 개발했습니다. 이들의 가슴과 배는 강모(剛毛)로 빼곡하게 덮여 있습니다.

이 강모는 곤충의 몸과 기문(氣門) 사이에 얇은 공기막을 씌워 공기통 역할을 하며, 수중의 용존산소를 흡수하고 노폐 가스를 배출합니다. 덕분에 개미는 수중에서도 익사하지 않고 오랫동안 먹이를 찾을 수 있습니다.

이 개미들은 유충을 키우기 위해 대나무 잎을 씹어 꿰맨 뒤 아래쪽에서만 열리는, 반쯤 닫힌 텐트 같은 구조로 만든 뒤 강모를 이용해 수면에서 가져온 공기를 채웁니다. 초고속으로 몸을 흔들어 공기방울을 배출한 개미는 몇 초 안에 수면으로 돌아오지 않으면 익사할 수 있습니다. 이 개미들은 평소 물 속에 잠긴 식물 표면을 기어다니지만, 이런 위급 상황에서는 뒷다리를 납작하게 펴서 노처럼 만든 뒤 헤엄칠 수 있습니다.

 

일꾼 계급의 바다개미

 

일단 둥지가 만들어지면 일개미들은 다른 개미들과 확연히 다른 특징을 보입니다. 이들은 여왕개미와 일개미 계급이 따로 나뉘어 있지 않으며, 모든 암컷 일개미들은 산란이 가능합니다. 이들의 육아 부분에서의 협력은 편의와 상호 이익을 위한 것으로 사회성을 가졌지만, 사회성 곤충은 아닙니다. 둥지를 완성한 개미들은 물 밖으로 나와 수면을 떠다니는 초목 위로 올라가고, 그곳에서 페로몬을 통해 수개미들을 끌어들입니다. 바다개미는 성적이형성이 매우 큰데, 암컷은 종에 따라 다르지만 보통 1cm 정도까지 자랍니다. 하지만 수컷은 3인치(76.2mm)까지 자라며 잠자리처럼 긴 날개, 짧고 몽툭한 다리, 암컷의 페로몬을 감지하기 위한 긴 깃털 더듬이를 가지고 있습니다. 이들은 부화 후 곧바로 물 밖으로 노출된 대나무에 올라가 날개를 말린 뒤 날아올라 바다를 횡단하면서 만나는 모든 암컷들과 짝짓기를 합니다. 수컷은 체력이 다해 바다에 떨어질 때까지 몇 달 동안 수백 마일을 비행할 수 있기에 아무리 고립된 개미 군체라도 유전자 교환이 이루어질 수 있습니다. 짝짓기를 마친 암컷은 안전한 수중 둥지로 돌아와 에어포켓의 잎 면에 알을 낳습니다. 유충이 부화하면, 암컷들은 협력해서 새끼들의 먹이가 될 수 있는 치어, 요각류, 새우, 소형 연체동물 등을 사냥합니다.

 

 

바다개미는 암수 모두 육식성이며 사냥을 위해 가시가 달린 튼튼한 팔과 먹이를 제압하는 데 특화된 큰턱을 가지고 있습니다. 암컷은 작은 (가끔은 자기보다 무거운) 수생동물을 사냥하는데, 대나무 잎 위에서 주로 사냥하지만 짧은 거리를 개구리처럼 뒷발차기로 헤엄쳐 추격하기도 합니다.

수컷들은 주로 날아다니며 사냥을 하는데, 먼 친척뻘 되는 소금파리(Salt fly)의 성충을 주로 사냥합니다. 이들은 수백만 년 전, 바다개미보다 먼저 바다에 적응한 최초의 곤충들 중 하나입니다. 이들 역시 엄밀히 말하면 개미이지만, 분기된 시점이 훨씬 오래전이며 외모는 모기나 작은 파리와 훨씬 비슷합니다. 이들은 사회성을 완전히 상실했으며, 완전한 수생생활을 하는 유충은 지구의 모기와 마찬가지로 물 속에서 지내는데 꽁무니에 달린 관으로 호흡하고 물 속에 거꾸로 서서 유기물을 걸러먹습니다. 소금파리의 조상들은 모기와 마찬가지로 담수에서 진화했지만, 5천만 년 전에 바다로 이주했으며 이제 전 세계에서 찾아볼 수 있습니다. 플랑크톤의 상당수가 이들의 유충입니다.

소금파리 성충은 수명이 며칠에 불과하며 먹이를 먹지 않지만, 열대기후대가 널리 퍼져 있어 번식기가 딱히 정해져 있지 않기에 대부분의 지역에서 1년 내내 바다 위를 날아다니는 성충을 볼 수 있습니다. 이들은 교미 전 에너지를 회복해야 하는 수컷 바다개미의 중요한 먹이공급원으로, 수컷 바다개미는 짧지만 날카로운 발톱으로 소금파리를 낚아채 먹습니다.

 

한편 둥지에서는 교미를 마친 암컷 바다개미들이 알을 낳고 새끼들을 위해 먹이를 운반합니다.

큰 둥지에서는 최대 50개까지 알을 낳을 수 있지만 보통 20개 정도 낳습니다. 알에서는 대부분 암컷이 태어나며 소수의 수컷들은 냄새가 달라 어미가 즉시 구별할 수 있습니다.

처음에 어미는 모든 유충들에게 공평하게 먹이를 주지만, 성장할수록 가장 왕성한 개체를 제외한 수컷 유충들은 먹이 공급의 우선순위에서 밀립니다. 하지만 선택받은 수컷은 먹이 요구량이 적은 자매들보다 훨씬 크게 자라야 하기 때문에 먹이를 우선적으로 공급받습니다. 자매들이 이미 성충이 되었어도 훨씬 크게 자라는 수컷은 아직 유충 상태지만, 수컷이 20배 이상 커져 둥지의 상당 부분을 차지할 때까지 어미와 숙모에게 몇 주 동안 계속 먹이를 공급받습니다. 이것이 암컷이 수컷 유충을 단 한 마리만 키우는 이유이기도 한데, 둥지가 과밀해져 새끼들이 모두 익사할 수 있기 때문입니다.

수컷이 성장하면 어미와 이모, 성숙한 자매들은 수면을 오가며 이산화탄소를 제거하고 신선한 공기를 가져와 둥지에 산소를 공급합니다.

 

몇 달 뒤, 거대한 유충은 번데기가 되고 곧이어 성충 수컷이 되어 수면에서 몸을 말리고 날개를 굳힙니다. 이 수컷은 자신을 돌보기 위해 전력을 다한 어미를 돌아보지도 않고 날아오르며, 혼자서 사냥하고 번식할 수 있습니다. 수컷 새끼를 키우기 위해 전력을 다한 암컷은 과로로 죽게 되지만, 그 자매들은 둥지를 고치거나 새로 지어서 새로운 순환을 시작하게 될 것입니다.

때문에 바다개미의 군체는 다른 종들보다 훨씬 작으며, 50마리를 넘기는 일은 거의 없습니다. 물론 모든 개체가 같은 혈통은 아니지만 같은 둥지에서 성장한 암컷 집단에 의해 공동양육된 것입니다. 만일 두 군체의 암컷들 사이에 충돌이 벌어지면 한쪽이 후퇴하거나 전멸할 때까지 싸우는데, 만일 추적에 성공하면 승자는 패배 군체의 알이나 암컷 유충들을 죽입니다.

하지만 만일 해당 군체의 둥지에 수컷 유충이 없다면, 이들은 이웃 군집의 둥지에서 유충들을 훔쳐와 수고를 감수하고 키우려고 합니다. 이는 인류의 남아선오사상처럼 유전자의 계승을 위해 아들을 키우려는 강한 욕구에서 비롯된 것으로 보입니다.

 

 

많은 수생동물들이 바다개미를 먹지만, 군집의 크기가 작아 육지처럼 개미 사냥에 특화된 동물은 진화하지 않았습니다.

 

 

출처:

https://sites.google.com/site/worldofserina/the-thermocene-75/sea-bamboo-and-aquatic-ants

Serina: A Natural History of the World of Birds - Sea Bamboo and Aquatic Ants