요즘 바퀴벌레 몸집이 큰 이유는?

양날개폭이 70㎝나 되는 거대한 잠자리 화석이 말해주듯 지구상의 곤충들은 점점 몸 크기가 작아졌지만 바퀴벌레만은 정반대로 요즘 것이 과거 어느 때보다도 큰 몸집을 갖고 있으며 그 이유는 호흡기관에 있는 것으로 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 보도했다.

미국 애리조나 스테이트 대학 연구진은 산소 농도를 다양하게 조절한 환경에서 잠자리를 비롯한 12종의 곤충들을 사육한 결과 산소 농도가 높을 수록 곤충들의 몸이 커진다는 사실을 확인했다고 미국 지질학회 연례회의에서 발표했다.

그러나 바퀴벌레만은 요즘 것이 산소 농도가 높았던 과거 어느 때보다도 몸집이 큰 것으로 밝혀져 대기중 산소 농도에 따라 각기 다른 집단이 어떻게 반응하는 지, 그 이유는 무엇인지가 새로운 과제로 떠오르고 있다.

연구진은 고대 산소 농도의 변화가 어떻게 곤충의 진화에 영향을 미쳤는 지 알아보기 위해 바퀴벌레와 잠자리, 메뚜기, 나방, 딱정벌레 등을 각기 산소 농도가 다른 환경에서 사육했다.

그 결과 산소과다 환경에서 잠자리는 빠르게 성장해 성체가 됐으나 바퀴벌레의 성장 속도는 둔화돼 결국 몸집이 큰 성체로 자라지 못했다.

한편 산소 농도를 낮춘 환경에서는 모두 12종의 곤충 가운데 10종의 몸크기가 줄어든 것으로 나타났다.

연구진은 산 먹이를 사냥해야 하는 잠자리의 생태적 특성 때문에 많은 어려움을 겪은 끝에 산소 농도가 각각 12%, 21%, 31%(지구 역사상 최고치)인 세 종류의 대기 환경에서 잠자리 75마리를 성체로 길러 내는데 처음으로 성공했다.

산소 농도가 12~40% 사이의 7단계로 구분된 환경에서 바퀴벌레 100마리도 7개 집단으로 사육됐는데 산소과다 환경에서 이들은 성장하는데 시간이 2배나 걸리는 것으로 나타났다.

연구진은 "이는 우리의 예상과 정반대의 결과"라면서 그 이유는 산소 과다 상태에서 바퀴벌레가 애벌레 상태를 유지하면서 산소 농도가 낮아지기를 기다리기 때문일 지도 모른다고 설명했다.

이들은 보다 정확한 이유를 알기 위해 바퀴벌레들의 호흡기관을 X-선으로 관찰했다. 바퀴벌레들의 호흡기관은 외부의 산소를 신체 조직 내부로 직접 들여보내는 속이 빈 관이다.

관찰 결과 산소과다 상태에서 사육된 바퀴벌레들의 호흡기관은 산소 농도가 낮은 집단에 비해 작은 것으로 나타났다. 바퀴벌레들은 몸 크기가 커지지 않은 채로 호흡기관의 크기만 작아져 호흡 외에 먹기와 번식 같은 필수적인 기능에 더 많은 투자를 할 수 있게 된 것이다.

반대로 산소 농도가 낮은 환경에서 자란 바퀴들은 호흡을 위해 다른 조직에 대한 투자를 줄이는 것으로 나타났다.

연구진은 호박(琥珀) 속에 갇힌 고대 곤충들의 호흡기관을 정말 조사해 과거 여러 시기의 산소 농도를 밝힐 수 있을 것으로 보고 있다.

이들은 "산소 농도가 동물의 진화에 미친 영향에 관해 수많은 가설이 제기됐지만 실제로 시험해 보기는 우리의 연구가 처음"이라고 강조했다.

(서울=연합뉴스)