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- 극단적 형태의 자가 절단
- 머리 살아 있고 20일 이내 새로운 몸이 자라
- 기생충 감염에 대한 방어일 것으로 추측

바다 달팽이는 스스로 참수
달팽이는 장기를 포함한 몸 전체를 분리하여 새롭게 만든다.

극단적인 형태의 자가 절단 :
연구자들이 처음으로 몸 전체를 재생시킬 수 있는 동물 종을 발견했다.
바다 달팽이는 머리 뒤의 신체와 기관을 자연스럽게 분리한다.
머리는 살아 있고 20일 이내에 새로운 몸이 자라게 하는 동안 나머지 부분은 죽는다.
이 극단적인 형태의 자해 목적은 여전히 ​​수수께끼다. 

▲ 바다 달팽이 Elysia marginata는 몸과 기관을 절단하고 새로운 것을 자라게 한다. © Sayaka Mitoh

이것은 도마뱀, 도롱뇽, 아홀로틀(Axolotl:점박이 도룡뇽과 양서류, 멕시코 도룡뇽) 그리고 민물해파리 등에서 알려져 있다. 다리나 꼬리가 잘리면 이 동물들은 빠진 신체 부위를 대체 할 수 있다.
특수 줄기세포는 분리시켜야 할 자리의 조직이 다시 성장하도록 한다.
이러한 동물 종 중 일부는 예를 들어 포식자로부터의 탈출을 쉽게 하려고 이러한 사지를 의도적으로 분리하기도 한다.

▲ 아홀로틀(Axolotl) 독일 콘츠탄츠 대학교 생물교육용

바다 달팽이가 머리를 잘랐다.

이것은 훨씬 더 극단적일 수 있다.
두 명의 일본 생물학자가 내부 장기를 포함해 몸 전체를 분리하고 대체할 수 있는 동물을 발견했다. 따뜻한 바다에서 흔히 볼 수 있는 민달팽이 Elysia marginata 종이다.
일본의 나라 여자대학의 미토 사야카(Mitoh Sayaka)와 유사 요이치(Yusa Yoichi)가 이 바다 달팽이에 대해 놀라운 사실을 관찰했다.

어린 달팽이 중 하나가 갑자기 몸 전체를 자르기 시작했다.
이것이 누워있는 동안 머리 부분은 나머지 발의 수족관을 통해 계속 이동했다.
"우리는 자동 절개 직후 머리가 움직이는 것을 보고 놀랐다"고 Mitoh는 말한다. “우리는 심장과 다른 중요한 기관이 없으면 곧 죽을 것이라고 생각했다. 머리가 몸 전체를 재생시킨 것은 놀랍다."

▲ Elysia marginata - picture: Danny Van Belle

새로운 몸이 다시 자라

이 달팽이는 유일한 경우가 아니다.
실험실에 보관된 15마리의 해양 달팽이 중 5마리는 사는 동안 몸을 분리했다.
과학자들은 “한 마리가 이 자동 절개술을 두 번 수행했다. 모든 경우에 전체 심장 부위가 완전히 차단되고 신장, 내장 및 대부분의 생식 기관도 체내에 남아 있다”고 설명했다.

나머지 머리에는 실제로 모든 중요한 기관이 없지만 계속 살았다.
자해 후 하루 만에 목의 솔기가 닫히고 머리가 다시 먹기 시작했다.
7일 후, 대체된 몸에 새로운 심장이 형성되기 시작했고, 천천히 거꾸로 성장해 20일 후에 새로운 몸이 다시 완성됐다.

▲ 잘린 머리는 계속 살며 먹고 심지어 기어 다닌다. © Sayaka Mitoh

그러나 이러한 재생은 특정 연령까지 만 가능한 것 같다.
최대 250일 이전의 어린 달팽이는 아무런 문제없이 새로운 몸을 생성 할 수 있지만, 두 배 정도 더 나이를 먹은 표본은 더이상 그렇게 할 수 없다는 것을 Mitoh와 Yusa가 관찰했다.
바다 달팽이의 몸은 기본적으로 분리에서 회복되지 않았다.
색깔이 바래고 며칠, 때로는 몇 주 후에 줄어들고 죽었다.

세포내 생존 보조제

급진적인 자가 절단은 달팽이의 머리가 몸과 내장없이 어떻게 살아남을 수 있는지에 대한 의문을 갖게 한다.
한 가지 가능한 대답은 Elysia 달팽이의 또 다른 특이한 능력일 수 있다.
머리까지 닿는 소화선은 먹은 조류에서 세포로 엽록체를 흡수할 수 있다.
거기에서 소위 클렙토플라스트(kleptoplasts)는 광합성을 통해 영양분을 생산한다.

이 바다 달팽이는 더이상 음식을 소화할 수 없는 경우에도 이 kleptoplasts에 의한 광합성으로부터 생존 및 재생을 위한 에너지를 얻을 수 있다고 연구원들은 설명한다.
따라서 잘린 달팽이 머리는 몸이 다시 자랄 때까지 살아남을 수 있다.

기생충에 대한 방어 조치?

그런데 달팽이가 왜 몸을 잘라낼까? 지금까지 이것은 수수께끼다.
도롱뇽이나 도마뱀과는 달리 육식 동물을 피하는 것이 동기가 되지 않는 것 같다.
연구자들이 달팽이를 꼬집거나 덩굴의 작은 조각을 잘라내어 그러한 공격을 시뮬레이션했을 때 자해가 실현되지 않았기 때문이다.

또한 머리를 제거하는 데 몇 시간이 걸린다.
미토와 유사는 "그래서 이것은 먹히는 것을 피하는 데 그다지 효과적이지 않을 것"이라고 말했다. 그들은 신체로부터의 급격한 분리가 내부적, 즉 기생충에 더 많이 향한다고 의심한다.

그들은 이 분리를 수행한 많은 Elysia 달팽이가 기생 요각류에 감염된 것을 발견했다.
"이 기생충은 대부분의 몸에 서식하고 번식을 방해한다"고 생물학자들은 설명한다. “자동 절개를 통해 이러한 기생충을 제거하면 달팽이의 번식을 다시 시작할 수 있다.”
하지만 이것은 현재 가설에 지나지 않는다.
(Current Biology, 2021; doi : 10.1016 / j.cub.2021.01.014)
출처 : Cell Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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