맹그로브 해파리는 독성있는 "끈적한 수류탄"을 분비한다

해파리가 쏘는 물총의 비밀
맹그로브 해파리는 독성 "끈적한 수류탄"을 분비합니다

▲ 카시오페아(Cassiopea) 해파리는 해저에 살며 상대적으로 짧은 무기를 가지고 있지만 완전히 무해하지는 않다.  © National Aquarium

끈적한 무기 :

일부 해파리는 접촉하지 않고도 불쾌한 피부 자극을 유발할 수 있다.
연구원들이 어떻게 그것이 가능한지 알아냈다. 특정 맹그로브 해파리는 독성 전하를 지닌 점액을 물에 방출한다. 칙칙한 덩어리는 무엇보다도 독성 쐐기풀 세포를 포함하는 구형 구조를 갖고 있다. 소위 쏘는 물이라는 신비한 현상 뒤에 무엇이 있는지 분명해 보인다.

▲ 해파리는 "무장된"점액을 물에 분비한다. © Cheryl Ames & Anna Klompen

해파리는 매혹적인 생물이다. 진화 과정에서 원시의 *자포동물은 세계 대양의 거의 모든 구석을 정복했을 뿐만 아니라 담수 생활에도 적응했다. 반동 추진력을 통한 에너지 절약 수영 방식은 전체 동물계에서 가장 효과적인 방법 중 하나이며, 광학적으로 "젤리 생물"로 보인다. 부분적으로 화려한 촉수와 기괴한 모양으로 많은 해파리는 정말 보기에 좋다.

<참고>: 자포동물: 해수와 담수와 같은 수중 환경에 서식하는 동물 문 가운데 하나. 1만 종이 넘으며, 담수 종은 히드라를 비롯해 종수가 얼마 안 되고, 거의 모두 해양생물 종이다. 예전에는 몸에 빈공간이 있어 강장동물(Coelenterata)로 불렀으나, 먹이 잡을 때 사용하는 특화된 자세포(cnidocyte 또는 nematocyst)를 가지고 있어 자포동물로 부른다. 히드라, 산호, 말미잘, 해파리와 같은 동물이 포함된다. 다세포동물 가운데 해면동물에 이어 가장 하등한 동물이다. [네이버 지식백과] 자포동물 [cnidaria] (해양학백과)

떠다니지 않고 해저에 고착생활하는 해파리

그럼에도 이 생물들은 여전히 ​​대부분의 사람들에게 인기가 없다.
그들에게 너무 가까이 접근하면 종에 따라 붉은 찌꺼기 및 마비가 발생할 수 있다.
간단히 말해 많은 해파리는 유독하다. 맹그로브 해파리로 알려진 Cassiopea xamachana는 언뜻 보기에는 전혀 무해한 생물로 보인다. 물을 통해 떠다니지 않고 해저에 거꾸로 붙어 있다. 이 고착 생활방식 덕분에 다이버들과 다른 물 속 방문객들은 이 생물을 쉽게 피할 수 있다.

그럼에도 불구하고 카시오페라Cassiopea 해파리가 서식하는 지역에는 항상 이상한 사건이 있다. 사람들은 가두리 주위에만 있을 때도 피부기 가렵고 쏘였다고 보고한다. "찌르는 물"이라는 이 현상을 어떻게 설명 할 수 있을까?

숨어 있는 것은 무엇일까?

워싱턴에 있는 미 해군연구소의 셰릴 에임스(Cheryl Ames)와 동료들은 이 비밀을 밝히기 시작했다. 맹그로브 해파리는 때때로 물 속으로 점액을 분비하는 것으로 알려져 있다. 이것이 증상의 원인이 될 수 있다. 전문가들에 따르면 해파리 촉수, 물고기 이, 말미잘 또는 기타 독이 있는 바다 생물에서 분리된 부분도 찌르는 물의 주범이 될 수 있다.

수수께끼를 찾아서, 연구원들은 먼저 신비한 현상에 대해 과학적 문헌을 검색하고 단서를 찾았다. 실제로, 그들은 카시오페 자마카나(Cassiopea xamachana)에 의해 분비된 점액에 찔린 것을 자주 언급했다. 눈에 띄는 세포 집합이 있는 것으로 보인다.

끈적한 무기

이 흔적을 따라 과학자들은 수족관에서 Cassiopea 표본의 점액을 자세히 살펴보았다.
현미경 검사 및 기타 이미징 방법으로 분명한 것은 작은 공 모양의 구조가 해파리 점액에 형성돼 있다. 이것들이 아메스(Ames)와 그의 동료가 카시오소메스9cassiosomes)라고 부르는 세포의 집합이다.

중요한 것은 안족으로 구멍 있는 구에 외부로는 쐐기풀 세포인 네마토시테스(nematoocytes)로 덮여 있다. 여기에는 독으로 채워진 캡슐이 들어 있으며 이것은 대체적으로 해파리 촉수에서 주로 발견된다. 연구원들이 보고한 바와 같이, Cassiopea 해파리의 cassiosomes는 세 가지 독소로 채워져 있다. 테스트에서 이 독소들은 무엇보다도 소금물 새우를 성공적으로 죽일 수 있었다.

▲ 젊은 성인 Cassiopea 해파리 : 그들의 점액은 먹이를 잡는 데 도움이 될 수 있다. © Allen Collins

먹이 잡기에 유용

과학자들은 맹그로브 해파리의 점액에 있는 이 특별한 구조가 쏘는 물을 담당한다는 것이 분명하다고 말한다. 분명히 "모바일 수류탄" 역할을 한다. “이 발견은 놀랍고 신비로운 현상에 대한 오랫동안 기다려온 궁금증을 해결해 주었다. 이제 우리는 모든 수영 선수들에게 말할 수 있다. 쏘는 물은 실제로 Cassiopea 해파리에 의해 발생한다.”고 언급했다.

연구팀에 따르면, 쐐기풀 동물들이 무장 점액을 정확히 어떻게 사용하는지는 아직 확실하지 않다. 그러나 그들이 먹이를 잡는 데 도움이 될 것 같다. 맹그로브 해파리는 광합성 조류 심비온츠(symbionts)에 의해 영양소를 주로 공급받기 때문이다. 빛이 부족해 광합성이 느려지면 추가 음식을 섭취해야 한다. 점액의 도움으로 주변의 작은 유기체를 죽이고 물에서 물고기를 잡을 수 있는 것이다.

유일한 것은 아니다.

흥미롭게도 연구원들은 카시오페아 자마카나Cassiopea xamachana가 카시오메스Cassiosomes를 가진 유일한 해파리가 아니라는 것을 발견했다. 그들은 밀접하게 관련된 네 종에서 그러한 구조를 확인했다. 카시오페아와 마찬가지로, 이들 모두는 뿌리입 해파리 (Rhizostomeae)의 과에 속한다. 그러나, 입 구강 해파리의 자매 계통의 종은 조사 결과에 나타난 바와 같이 이러한 카시오조메스를 갖지 않았다.

따라서 Ames와 그의 동료들은 이 특별한 독성 전략으로의 발전이 단일 진화 사건으로 거슬러 올라갈 수 있으며 독립적으로 여러 번 발생하지 않았다고 추측한다.
“해파리의 독극물은 전반적으로 제대로 연구되지 않았다. 우리의 작업은 해파리가 어떻게 독소를 사용하는지 흥미롭고 그들의 독특한 방법에 대한 지식을 넓힌다.”고 Smithsonian의 공동저자 안나 클롬펜(Anna Klompen)은 결론을 지었다.
(Communications Biology, 2020; doi : 10.1038 / s42003-020-0777-8)

출처 : Nature Press / Smithsonian

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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