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| 폭탄먼지벌레 | ||||
| Bombardier beetle[1] | 이명 : | |||
| Pheropsophus jessoensis A.Morawitz, 1862 | ||||
| 분류 | ||||
| 계 | 동물계 | |||
| 문 | 절지동물문(Arthropoda) | |||
| 강 | 곤충강(Insecta) | |||
| 목 | 딱정벌레목(Coleoptera) | |||
| 과 | 딱정벌레과(Carabidae) | |||
| 속 | 폭탄먼지벌레속(Pheropsophus) | |||
| 종 | ||||
| 폭탄먼지벌레(P. jessoensis) | ||||
샤워하는게 아니다 폭딸
1 개요
폭탄먼지벌레는 곤충강 딱정벌레목 딱정벌레과의 일종이며 크기는 대략 1.2~1.5cm 정도에 한국, 중국, 일본 등에 서식하고 있으며 축축한 곳이면 어디든지 볼수있다. 육식성으로 작은 곤충을 잡거나 동물의 시체를 먹으며 사냥을 하지 않을 때는 서로 모여서 지낸다.
2 방어기술
폭탄먼지벌레는 그 독특한 방어기술로 유명한데, 이 방어기술이란게 뭐냐면 무지 뜨거운 독성물질을 적을 향해 분출하는것인데 이게 100℃을 넘어간다. 스펀지나 퀴즈탐험 신비의 세계 등에서도 소개된 바가 있다.
이 벌레의 복부에는 2개의 방(chambers)이 있는데 한쪽은 과산화수소 + 하이드로퀴논, 다른 한쪽은 효소, 카탈라아제 그리고 페록시다아제가 들어있다. 위협을 감지하거나 당했을시에 이 물질들을 한곳에 다 섞어 과산화수소와 하이드로퀴논이 물에 분해되는 속도를 촉진시킨다. 이 과정을 통해서 독성물질인 p-벤조퀴논, 산소 그리고 열이 발생되며 그 열을 꽤나 높은 온도가 될 때까지 억눌렀다가 펑 하고 터지는게 이거다.
한번 쏘고나면 연사가 가능하며 최대 29~70번까지 무지 빠른 속도로 난사할 수 있다. 사거리는 대략 벌레크기의 40~60배(60cm 정도). 착탄지점도 조준이 가능하며 아프리카의 아종 벌레들은 270도까지도 조준이 가능하다.
대부분의 벌레가 이거 한번 맞으면 요단강을 건너가며, 쥐같이 작은 동물도 얼굴 같은곳 에 뿌려지면 치명적이다. 물론 사람이 맞아도 무지 아프며 눈에 맞을 경우 매우 위험하다. 덤으로 말하자면 이 물질은 맛이 더럽게 없어서 상당수의 학습능력이 있는 포식자들은 이 폭탄 먼지 벌레를 개고생해서 먹고나서는 아스트랄한 맛에 이 벌레를 두번다시 더러워서 안먹는다고 한다.[2]
찰스 다윈이 이 녀석에게 당한 적이 있다고 한다. 딱정벌레를 채집하던 도중 특이하게 생긴 폭탄먼지벌레를 발견했는데, 마침 다른 딱정벌레 때문에 손에 들고 다닐 수가 없자 급한 마음에 이 녀석을 입 안에 집어 넣었다.왜 하필이면 물론 바로 터지는 바람에 입 안을 데이고 급히 뱉어냈다고 한다.
이것과 비슷한 원리로 작용하는 인간의 전문기술 중 대표적인 것이 제트기의 추진력 원리이다.
메뚜기쥐는 이런 독성물질을 아는 본능 때문인지 폭탄먼지벌레를 발견하면 바로 땅속에 처박은 후 가스가 고갈될 때까지 기다린 후 맛있게 먹는다. 또 EBS의 다큐 오늘에서는 고슴도치가 폭탄먼지벌레의 독성물질을 씹어버리고 잡아먹는 모습을 보여주었다.
여담으로 같은 속의 남방폭탄먼지벌레는 아무 독성물질도 방출하지 않는다. 등갑무늬로 구분이 가능하다.
다른 속의 큰목가는먼지벌레(Brachinus stenoderus ) 역시 방어가스를 내뿜으며 북미나 유럽 쪽에서는 이쪽이 더 유명하다.
3 지적설계?
일부 지적설계 옹호론자들은 이 폭탄먼지벌레의 독특한 방어수단을 지적설계의 증거라고 제시하곤 한다. 앞서 설명했듯이 폭탄먼지벌레의 복부에는 두 개의 방이 있고, 이 두 방에 나뉘어서 보관된 화학물질을 동시에 분사하여 화학반응을 일으켜 고온을 발생시키는 것이 이 벌레의 방어방법이다. 그런데 그 중에서 하나라도 없다면 제대로 방어를 할 수가 없으니 폭탄먼지벌레의 방어수단은 한꺼번에 만들어졌으며, 그것은 환원불가능한 복잡성을 가지므로 지적설계의 증거라는 것이다.
하지만 실제로 폭탄먼지벌레의 방어수단에 대한 진화과정은 근연종의 생태와 신체구조를 통해 충분히 밝혀져있다. 일단 절지동물의 표피세포는 햇볕에 타면서 퀴논이라는 물질을 생성한다. 이는 햇볕에 탄 사람의 피부에서 멜라닌 색소가 증가하는 것과 유사한 현상으로, 절지동물에서 일반적으로 일어난다. 퀴논은 자극적인 냄새가 나는 화합물로, 벌레를 먹으려는 생물에게 불쾌감을 느끼게 한다. 노래기 같은 종류도 퀴논을 방어용 분비물로 사용한다.
그러다가 표피에 움푹 패인 부분이 생겨난다. 그러면 그 부분에 퀴논이 모이게 된다. 그리고 그 부분이 점점 깊어지고, 근육의 배치가 변하면서, 한 곳에 모인 퀴논을 배출할 수 있게 된다. 이와 유사한 분비기관은 여러 종류의 개미에서 관찰할 수 있다. 그러다가 한 쌍의 움푹한 부분이 다른 부분에 비해 특히 깊게 패이는 종류가 나타난다. 이렇게 되면 다른 움푹한 부분들은 불필요해지고 점차 퇴화하며, 유달리 깊이 패인 부분은 생성된 화합물을 저장하는 저장고가 된다. 그리고 저장고에서 하이드로퀴논을 생산하게 된다. 하이드로퀴논은 퀴논에 수소 두 개가 붙은 물질로, 이것이 기존의 화합물에 섞여들어간다. 분비물을 생성하는 세포는 저장고의 표피에서 여러층으로 발달해서 더 많은 화합물을 만들 수 있게 된다.
화합물을 생산하는 세포 사이에 형성된 통로는 생산된 화합물을 저장고에 더 잘 모이게 한다. 세포 사이의 통로는 화합물을 운반하는데 특화된 관이 되고, 화합물을 분비하는 세포는 저장고의 표면에서 떨어져나와 별도의 화합물 생산기관이 된다. 이 단계에 이른 딱정벌레의 종류는 수없이 많다. 폭탄먼지벌레에게서 볼 수 있는 분비샘과 저장고라는 구성은, 같은 목의 다른 딱정벌레들에게서도 일반적으로 나타나는 특징이다.
저장고 주변의 근육이 발달하면서, 불필요한 상황에 화합물이 저장고 밖으로 누출되는 것을 막는 밸브가 된다. 그리고 세포대사의 일반적인 부산물인 과산화수소가 하이드로퀴논과 혼합된다. 두 물질은 천천히 반응하기 때문에, 퀴논과 하이드로퀴논의 혼합물과 섞여서 방어에 사용된다.
과산화수소를 물과 산소로 분해하는 효소인 카탈라아제와, 과산화수소에 의해 유기물이 산화하는 것을 촉매하는 효소인 페록시다아제를 분비하는 세포가 저장고의 밸브 바깥에 나타난다. 이 물질들은 방어용 분비물과 섞여서 더 많은 퀴논이 생성되도록 한다. 여기에서 카탈라아제는 거의 모든 세포에 존재하는 효소고, 페록시다아제는 동식물과 박테리아에게서 일반적으로 나타나는 물질이다. 즉, 이 두 물질은 원래 폭탄먼지벌레가 갖고 있던 것으로, 그것이 단지 한 곳에서 집중적으로 더 많이 생성되도록 진화한 것이다.
카탈라아제와 페록시다아제의 분비량이 점점 많아졌고, 그에 따라서 반응하는 물질의 양도 늘어나고, 생성되는 산소도 증가하면서 방어용 분비물의 배출속도가 빨라지고 온도도 높아진다. 분비물이 분출되는 통로는 화합물의 반응에서 발생하는 열과 압력을 견딜 수 있도록 점점 딱딱해졌다. 퀴논의 경우에는 원래는 화합물의 대부분을 차지했지만, 이후에는 하이드로퀴넨이 대부분을 차지하면서 사라지게 된다. 그리고 점차 현재의 폭탄먼지벌레와 같은 모습으로 진화했다는 것이다.
요약하자면, 폭탄먼지벌레의 방어수단은 처음부터 지금의 모습대로 나타난 것이 아니라, 대부분의 절지동물->노래기->개미->딱정벌레 순으로 관측할 수 있는 기관들과 유사한 과정을 거치면서 지금의 모습으로 진화했다. 다만 폭탄먼지벌레가 이 순서대로 진화했다는 것은 아니다. 그저 유사한, 그리고 보다 단순한 형태의 기관을 보편적으로 찾아볼 수 있다는 것을 의미한다. 그리고 매 순간마다 지금과는 다른 방식이긴 하지만 각자 나름대로 충분히 효과적인 방어수단으로 작용해왔다. 갑자기 나타난 것도 아니고, 갑자기 나타나야할 이유도 없는 것이다.
만약 폭탄먼지벌레가 지적설계의 결과물이라면, 오히려 다음과 같은 의문을 만든다.
1. 폭탄먼지벌레에게는 비행용 날개가 흔적기관으로 남아있다. 설계자는 어째서 흔적기관이라는 불필요한 것을 설계했는가?
2. 폭탄먼지벌레의 종은 다양하며, 각기 다른 방식으로 방어용 화합물을 분출시킨다. 어째서 최적의 설계를 하지 않고, 각기 다른 방식으로 설계를 하였는가? 그리고 결정적으로는 분사제를 따로 담아두지 않고 그냥 벤조퀴논 거품을 흘려보내는 원시적인 폭탄먼지벌레가 존재한다는 것이다
3. 애초에 폭탄먼지벌레가 왜 포식자에게서 몸을 지키기 위한 무기를 갖도록 설계했는가?