[바이오토픽] 파나마 육교의 역사를 다시 쓴 개미의 유전체 생명과학 양병찬 (2016-11-09 09:15) Eciton burchellii army ants/ ? Wikipedia 한때 심연(watery abyss)이 북아메리카와 남아메리카를 나누고 있었지만, 텍토닉 플레이트(tectonic plate: 움직이는 지각의 표층)가 충돌하면서 좁은 땅덩어리가 솟아올라, 오늘날의 파나마 지협(isthmus)을 형성한 것으로 알려져 있다. 그런데 최근 발표된 논문에 의하면, 파나마 지협이 지금껏 알려졌던 것보다 몇 백만 년 전에 형성되었다고 한다. 군대개미의 일종인 에키톤(Eciton)은 건조한 땅 위에서만 이동할 수 있다. 10월 25일 《Molecular Ecology》에 실린 논문에서(참고 1), 과학자들은 "군대개미에 대한 진화학 및 개체군유전학 데이터를 분석한 결과, 파나마 지협은 지금으로부터 400만~800만 년 전에 형성된 것으로 추정된다"고 말했다. 이는 "북미와 남미가 연결된 것은 최대 300만 년 전"이라는 통설에 이의를 제기하는 것이다. "기존의 단순한 분석모델에서는, 지협의 형성시기를 길어야 300만 년 전이라고 추정했다. 그러나 우리의 유전체 데이터는, 군대개미가 훨씬 오래 전에 파나마 지협을 건넜음을 강력히 시사한다. 또한 최근의 지질학 연구에서도, 파나마 지협이 300만 년 전 이전에 형성되었다는 증거를 제시한 바 있다"라고 이번 연구의 공동저자인 필드 자연사박물관(일리노이 주 시카고 소재)의 큐레이터 코리 모로는 말했다.모로는 남아메리카 열대우림의 최상위 포식자인 군대개미의 다양성을 이해하기 위해 이번 연구를 시작했었다. 그런데 그녀는 자신도 모르는 사이에 지질학적 논쟁의 한복판에 서게 되었다. 군대개미의 여왕벌과 일벌은 날개가 없으므로, 물을 건너서 여행할 수가 없다. 그러므로 새로운 영토를 형성하려면 여왕벌 한 마리가 절반의 백성들을 이끌고 도보여행을 해야 한다. 따라서 바다는 군대개미의 장거리 분산(long-distance dispersal)을 가로막는 엄청난 장벽으로 작용한다. "그녀는 연구 대상을 제대로 선택했다"라고 캘리포니아 과학아카데미의 브라이언 피셔 박사(곤충학)는 말했다. 유전학과 지질학의 충돌 모로가 이끄는 연구진은 유전형분석(genotyping) 기법을 이용하여, 멕시코 남부에서부터 브라질에 서식하는 군대개미 9종의 유전체에서 채취한 DNA 조각들을 분석하여, '종간(種間) 변이'와 '종내(種內) 변이'를 비교했다. 콜롬비아 안데스 대학교의 카밀로 몬테스 박사(지질학)에 의하면, 모로의 연구결과가 (지협 근처의 암석에 보존된) 지르콘 결정 속의 우라늄 연대측정 결과와 일치한다고 한다. "이번에 발표된 유전학 연구는 우리의 지질학 연구와 독립적으로 이루어졌다. 유전학은 지질학적 사건을 분석하는 새로운 도구로, 그 중요성이 인정된다"라고 그는 말했다. 최근에 발표된 다른 생물학 및 지질학 연구에서도, "파나마 지협은 300만 년 전 이전에, 좀 더 복잡한 과정을 거쳐 형성되었다"는 결론을 내린 바 있다. 그 연구에서는 고대 원숭이의 화석화된 치아를 분석하여, "영장류는 1,800만 년에 대륙을 건넌 것으로 보인다"라는 결론을 내렸다(참고 3). 그리고 2012년 새로운 파나마 운하를 건설하는 과정에서 출토된 2,000만 년 전의 식물화석에서도, 파나마 지협의 형성시기에 대한 통설에 이의를 제기하는 증거가 발견되었다(참고 2). 그러나 유전학 연구들이 지질학자들 간의 논쟁을 종식시킬 수는 없을 것으로 보인다. 피셔 박사에 의하면, 군대개미의 자매그룹인 네이바미르멕스(Neivamyrmex)는 - 아마도 허리케인이나 산사태의 거대한 잔해(殘骸)를 타고 - 카리브해를 건널 수 있었다고 한다. 네이바미르멕스가 카리브해를 건넜다면, 에키톤에게도 일말의 여지가 있다. 특히 대륙 간의 거리가 비교적 가까운 경우라면 말이다. 파나마 시티에 있는 스미소니언 열대연구소의 앤서니 코츠 박사(지질학)는 '300만 년설(說)'에 이의를 제거하는 증거들을 모두 의심한다. "여러 분야에서 나온 일련의 연구결과들이 아직도 300만 년 설을 지지하고 있다. 그것들은 지극히 엄밀한 증거를 제시한다"라고 그는 말했다. 파나마 지협의 형성시기를 놓고, 지질학적 전선(戰線)이 그어졌다. 연구자들 사이에 (그들이 연구하고 있는 물리적 가교와 유사한) 이념적 가교가 형성될 수 있을지 두고 볼 일이다. ※ 참고문헌1. Winston, M. E., Kronauer, D. J. C. & Moreau, C. S., “Early and dynamic colonization of Central America drives speciation in Neotropical army ants”, Mol. Ecol. http://dx.doi.org/10.1111/mec.13846 (2016).2. Montes, C. et al. Geol. Soc. Am. Bull. 124, 780?799 (2012).3. http://www.nature.com/news/monkey-teeth-tell-tale-of-ancient-migration-1.19777 ※ 출처: Nature http://www.nature.com/news/ant-genomes-rewrite-history-of-panama-land-bridge-1.20924http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=277408&BackLink=L3RyZW5kL25ld3MvaW5kZXgucGhwP3RvZGF5PTIwMTYtMTEtMDk=