4분 읽기
- 비단뱀 상피의 형태학적 분석 결과 다른 척추동물에서는 본 적이 없는 특정 입자 발견
- 정상적인 장 세포와 달리 매우 좁고 짧고 작은 털만 있고, 작은 홈 형성하는 특수한 주름
- 특수한 장 세포는 비단뱀 먹이의 뼈에서 미네랄을 흡수하고 컬슘 처리하는 데 특화된 것
- 세포는 뱀이 뼈를 소화하는 데 도움을 주고 동시에 칼슘 과다 섭취를 방지

비단뱀이 먹이를 통째로 소화하는 방법
생물학자들이 뱀의 내장에서 뼈 소화에 중요한 새로운 세포 유형을 발견했다.

뱀의 내장에서 뼈를 부수는 행위:
비단뱀은 먹이를 뼈까지 통째로 삼킨다. 그런데 어떻게 뼈를 통째로 부술 뿐만 아니라 완전히 소화할 수 있을까? 이제 그 해답은 비단뱀의 내장에서 새롭게 발견된 세포 유형에 있다. 이 세포는 뱀이 뼈를 소화하는 데 도움을 주고 동시에 칼슘 과다 섭취를 방지한다. 이러한 "뼈를 먹는 세포"는 다른 포식자에서도 발견될 수 있다. 

▲ 비단뱀은 어떻게 먹이의 뼈대를 소화하나요? pixabay

비단뱀은 먹이를 통째로 먹는다. 대부분 포식자처럼 고기와 내장만 먹는 것이 아니라, 털, 발톱, 뼈까지 통째로 삼킨다. 하지만 바로 이것이 문제가 된다. 뼈는 대부분 칼슘으로 구성되어 있으며, 이 미네랄의 과다 섭취는 신체에 해로울 수 있기 때문이다. 그런데도 뼈만 남은 먹이는 아무것도 남아 있지 않았다. 비단뱀의 배설물에서 뼛조각이 발견되지 않았는데, 이는 뼈가 완전히 소화되었음을 시사한다. 그렇다면 비단뱀은 어떻게 이를 관리하고 과도한 칼슘 섭취를 피할까?

뱀의 내장에서 단서를 찾다

프랑스 국립과학연구센터(CNRS)의 제한-에르베 리뇨(Jehan-Hervé Lignot)가 이끄는 연구팀은 이 미스터리를 조사했다. 연구진은 어린 버마 비단뱀(Python bivittatus)에게 세 가지 다른 먹이를 먹였다. 한 그룹은 통째로 된 설치류를, 두 번째 그룹은 뼈가 없는 설치류를, 세 번째 그룹은 이전에 칼슘을 주입한 뼈 없는 설치류를 먹였다.

리뇨와 동료들은 광학 현미경과 전자 현미경을 사용하여 비단뱀의 장 점막을 검사하고 혈중 칼슘과 호르몬 수치를 측정했다. 그들은 공복 상태의 뱀과 정상 또는 저칼슘 먹이를 반복적으로 먹인 다른 비단뱀을 대상으로 유사한 분석을 수행했다. 이를 통해 연구진은 뱀의 몸이 다양한 양의 미네랄을 어떻게 처리하는지 확인할 수 있었다.

"뼈 소화" 세포가 핵심

결과:
리뇨와 그의 연구진이 보고한 바와 같이, 추가적인 칼슘 보충제 없이 뼈 없는 먹이를 먹은 비단뱀은 혈액 내 이 미량 원소의 심각한 결핍을 빠르게 경험했다. 그러나 반대로 칼슘이 풍부한 식단은 과잉으로 이어지지 않았다. 따라서 구렁이 뱀의 몸은 다량의 칼슘을 안전하게 처리할 수 있도록 설계되었을 것이다. 그렇다면 어떻게 이를 처리할 수 있을까?

▲ 비단뱀은 동물을 통째로 삼킨다. © Mannes Photos /GFDL

리뇨는 "비단뱀 상피의 형태학적 분석 결과 다른 척추동물에서는 본 적이 없는 특정 입자가 발견되었다"고 보고했다. 이 칼슘, 인, 철 입자는 이전에 알려지지 않은 세포 유형 내부에 있으며, 이 세포는 칼슘 생성에 관여하는 것으로 보인다. 리뇨는 정상적인 장 세포와 달리 매우 좁고 짧고 작은 털만 있으며, 작은 홈을 형성하는 특수한 주름이 있다고 설명했다.

연구팀이 발견했듯이, 이 특수한 장 세포는 비단뱀 먹이의 뼈에서 미네랄을 흡수하고 처리하는 데 특화된 것으로 보인다. 이들은 이 세포를 이용해 리뇨가 관찰한 입자를 형성하고, 이 입자들은 결국 대변으로 배출된다. 이렇게 "뼈를 소화하는" 세포는 뱀을 위험한 칼슘 과다 섭취로부터 보호한다.

독점적인 기술은 아니다

하지만 버마 비단뱀만 이러한 기술을 가진 것은 아니다. 리뇨와 그의 연구팀이 발견했듯이, 몇몇 비단뱀과 보아뱀 종, 그리고 독이 있는 길라몬스터와 같은 다른 파충류도 새롭게 발견된 세포 유형을 지니고 있다. 이는 다른 뼈를 먹는 동물에게도 유사한 메커니즘이 존재하는지에 대한 의문을 제기한다.

리뇨는 "경골어류나 수생 포유류를 먹는 해양 포식자들도 같은 문제에 직면한다"고 말했다. 따라서 이들의 소화 전략을 연구하는 것 또한 흥미로울 것이다. 거의 뼈만 먹는 수염독수리와 같은 조류 또한 추가 연구의 흥미로운 후보가 될 수 있다.

참고: Journal of Experimental Biology, 2025; doi: 10.1242/jeb.249620
출처: Society for Experimental Biology

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]