세리나: 새들의 세계 - 기초세 2,500만 년 후 - 나무꾼 개미와 모노비투스 나무

세리나 탄생 2,500만 년 후, 몇몇 잎꾼개미와 대나무 사이에서 나타난 상리공생 관계는 서로에게 의존하는, 매우 성공적인 새로운 종의 방산으로 이어졌습니다.

 

하이포스트세 말기, 개미와 대나무가 서로의 이익을 위해 공생하기 시작하면서 전 세계의 숲에 퍼졌습니다. 개미들은 ‘개미식물(Myrmecophyte)’로 알려진 기주 식물에게 거주지를 제공받는 대가로 다른 곤충들을 쫓아내고 위험으로부터 보호하며, 1,000만년 동안 이 관계는 더욱 강화되었습니다.

새로운 속의 개미들은 새롭게 진화한 대나무에게 전적으로 의존하게 되었으며, 이 대나무는 군락이 아닌, 각 마디마다 2차 가지가 발산되는 단일 줄기로 성장해 결국 순싹이 단 하나뿐인 소나무를 연상시키는, 피라미드 형태로 성장하게 됩니다.

이 대나무는 몇 년 동안 살다가 씨앗을 맺고 죽습니다. 이 단일 나무형 대나무는 군락형 대나무나 유사 나무형 식물들보다 성장이 느려 경쟁이 치열한 환경에서는 확실히 불리하지만, 이들은 비밀 무기를 가지고 있습니다.

그것은 이들이 지지점 근처에 매우 크고 두꺼운 뿌리혹을 가졌다는 것, 그리고 뿌리 근처에서 살아가는 공생자들입니다. 이 뿌리혹들은 내부가 비어있어 잎꾼개미들에게 날씨와 포식자의 걱정 없이 안전한 곰팡이 농장을 만들 수 있는 환경을 제공합니다. 이미 곰팡이 농장을 만들 공간이 존재하기에 개미들은 더 이상 스스로 굴을 팔 필요가 없어졌고, 딱정벌레부터 새까지 여러 위협으로부터 기주 나무를 보호하는 등 다른 일을 할 수 있는 여분의 시간을 가지게 되었습니다. 이 개미들이 사는 기주 식물을 노리는 모든 생물들은 뜨거운 맛을 보고 쫓겨나게 됩니다. 그러나 일부 종들은 방어 대신 적극적인 공세를 취합니다.

 

 

앞에서 설명했던 것처럼, 잎꾼개미들은 기초세 중기부터 대나무와 공생하며 1,000만 년 이상 살아왔습니다. 많은 개미 종들은 여전히 그 조상들과 비슷하게 행동하며 배고픈 초식동물(인접한 동종 군락까지 포함해)들을 공격하며 기주를 지킵니다. 대나무들은 위협적인 동물을 공격하거나, 초목을 제거하는 데 특화된 각자의 개미 군대를 보유하고 전투를 벌입니다.

 

 

하지만 모노비투스 대나무는 이전까지 대나무가 자생하던 구역에서만 살지 않습니다. 단일 줄기에 느린 성장력을 통해 원래 대나무가 자라던 곳보다 건조한 기후에 적응하기 시작한 것입니다. 이들은 튼튼한 원뿌리에 영양분을 저장하면서 해바라기 나무가 번성하는 건조한 고지대로 진출합니다. 해바라기는 개체수와 성장 속도에서 우위를 점하고 유해한 탄닌을 토양에 방출해 경쟁자를 쫓아내려 하지만, 모노비투스는 대책을 가지고 있습니다.

모노비투스의 잎은 얇고 단단하며 다육질일뿐 아니라 바늘과 같아서 건조에 강합니다. 그리고 잎에 포함된 쓴맛의 알칼로이드 때문에 대나무에서 생활하는 개미들은 잎을 먹이로 선호하지 않습니다. 여러 그루의 나무가 가까이에서 자라더라도 개미 군체끼리의 전쟁은 일어나지 않습니다. 나무꾼개미들은 기주식물 대신 부드럽고, 넓은 해바라기 나무의 잎을 먹이로 삼습니다. 대나무의 잔가지가 줄기를 중심으로 사방으로 빙빙 돌면서 퍼져나가면, 개미들은 해바라기 나무에 올라가 녹색 잎을 잘라낸 뒤 굴로 가져가 대나무 뿌리에 존재하는 곰팡이 정원에 먹이로 공급합니다.

대나무와 달리 해바라기 나무는 자신들을 지켜줄 개미 군대가 없고, 이런 체계적인 공격에 대응할 수단도 갖추지 못했습니다. 나무 주변의 개미들은 주변의 초목을 없애며 기주 나무의 경쟁자를 제압하는데, 꽃이 피기도 전에 줄기를 베어버리면서 종국에는 고사하게 만듭니다. 때때로 해바라기 주변의 마른 줄기에서 시작된 들불이 나무 주변을 모두 태워버리지만, 모노비투스는 단단하고 빽빽한 목질 덕분에 살아남은 뒤 화재가 끝나고 얇은 잎들을 빠르게 복구합니다. 개미 군락은 먹이를 구하기 힘든 시기에 기주 나무의 뿌리 결절에서 만들어지는, 영양이 풍부한 조직들을 먹이로 삼으며 기주 주변에 선호하는 먹이가 다시 자랄 때까지 버틸 수 있습니다.

 

 

대략 10년 안에 군체는 반경 10미터를 원형으로 개간하며, 숙주 나무는 빈 공간에 가지를 뻗고 햇빛을 받아들일 수 있게 됩니다. 하지만 이때쯤이면 약 5미터 높이로 자란 나무는 성장을 멈추기 시작합니다. 모든 경쟁자를 퇴비로 만들어 뿌리에 모은 개미들은 이제 30피트 이상의 높이에서 거대한 꽃들을 피워내기 위해 사용되는 영양 저장고 위에 있으며, 화려한 꽃은 꼭대기에서 거의 20피트 정도 아래쪽에 꽃망울을 드리웁니다.

이 모습은 바람에 의해 수정이 일어난 뒤 크고 단단한 씨앗 꼬투리들이 그 자리를 차지할 때까지 딱 3개월 동안만 지속됩니다. 씨앗은 단단해서 새들이 거의 먹지 않고 대부분 바람에 날려갑니다. 씨앗이 완전히 여물면 수명이 다한 대나무는 죽습니다. 가시는 1년 안에 시들고, 2차 가지는 흙으로 떨어져 종국에는 빈 흙과 짧은 풀로 둘러싸인, 단일 줄기만이 남습니다. 나무가 죽으면 개미 군체도 그 뒤를 따릅니다. 일단 숙주의 가지가 시들면 이들은 정말로 사막에 고립됩니다.

한때 집이었던 뿌리를 먹으며 버텨보지만, 나무가 죽은 이상 말라붙어 거의 먹을 수 없고, 더 이상 재생되지도 않습니다. 결국 군체를 유지할 자원이 남지 않게 되면서 군체는 붕괴됩니다. 모든 것이 사라지기 전에 군체는 처음으로 ‘번식’을 진행합니다. 매우 장수하는 여왕은 평생 수억 개의 알을 낳았지만 모두 암컷 일개미들이었습니다. 이제 그녀는 영양분을 다 끌어모아 최후의 알을 낳습니다.

식량 부족으로 인해 호르몬 변화가 생기면서, 이전과 달리 비행 가능한 여왕개미들과 수개미들을 낳게 됩니다. 이들이 새로운 집을 찾아 하늘로 날아오르는 사이, 일개미들과 지친 여왕은 그들을 오랫동안 지탱하던 나무의 뿌리 아래에서 먹이 없이 가만히 지내다가 천천히 생을 마감합니다. 수명이 다했을 뿐 아니라 삶의 목표를 완수했기 때문입니다.

 

 

왕과 여왕들은 새로운 군체를 만들기 위해 모노비투스 나무를 찾지만, 군체를 만들기 위해서는 매우 어린 나무를 찾아야 합니다. 성목에는 기존의 군체가 있기 때문입니다. 굶어죽기 전에 어린 모노비투스 나무를 찾으려면 어떻게 해야 할까요?

 

이들은 후각을 사용합니다. 이미 군체가 있을 성목에서 나오는 나무의 특정한 향이 아닌, 최근에 발생한 산불에 의한 숯과 산화된 탄소의 냄새를 찾는 것입니다. 세리나의 환경에서 불은 상당히 드물지만, 건조한 숲에서는 꽤 흔하게 발생합니다. 해바라기 나무의 빠른 성장속도 때문에 모노비투스 나무의 씨앗이 발아하려면 산불로 깨끗하게 타버린 장소가 필요합니다. 지금은 죽은 기주 나무에서 날아오른 수천 개의 씨앗들 중 한두 개 정도만 들불이 쓸고 지나간 지 얼마 안 된 땅에 내려앉습니다. 모노비투스 나무의 씨앗은 들불의 고열에 노출되어야만 발아할 수 있지만, 그만큼 나무는 경쟁자 없는 환경에서 해바라기 숲이 다시 생겨나기 전 몇 주 동안 싹을 틔우고 빠르게 자라날 기회를 얻습니다.

 

늙은 어미 나무에서 날아오른 수십의 왕과 왕비 개미들은 종종 수 마일 안에 한 그루밖에 없는 새로운 대나무 묘목에 자리를 잡고 싸움을 벌입니다. 결국 한 쌍만이 새로운 기주의 첫 번째, 가장 작은 뿌리마디에서 새로운 왕국을 만들 수 있게 됩니다(하지만 만약 다른 나무가 근처에 있고 함께 성장한다면 복수 군체가 만들어지기도 합니다). 다른 식물들이 나무 가까이에서 자라나기 전에 날아다니는 수컷이 멀리 떨어진 나뭇잎을 가져와 곰팡이 농장을 시작하면서 군체의 초석을 놓습니다. 새로운 나무 주변에서 불타버렸던 땅이 새로운 녹음으로 물들기 시작하면, 수컷은 죽고 첫 번째 암컷 일개미들이 –처음에는 수백만에 불과하지만- 먹이를 찾아 나섭니다. 개미들이 작은 나무의 경쟁자들을 분쇄해 나무의 비료로 주면서 나무는 점점 더 성장하고, 새로운 개미집을 지탱하기 위해 또 다른 움툭 패인 뿌리혹이 생겨납니다. 새로운 순환이 시작되는 것이죠.

 

 

출처:

https://sites.google.com/site/worldofserina/the-tempuscene-11---50-million-years/myrmecophytes

Serina: A Natural History of the World of Birds - Myrmecophytes: The Logger Ant and the Monovitus Tree