기생 (생물학)

뻐꾸기 등의 탁란도 기생의 한 형태이다.

Tetragnatha montana 거미에 Acrodactyla quadrisculpta 가 기생하고있다.

Lithognathus 에 Cymothoa exigua 가 기생하고있다.

기생(寄生, parasitism)은 한 생물이 다른 생물에게 도움을 주는 반면 도움을 받지는 못하거나 오히려 해를 받는 경우를 말한다.

기생은 번식과도 깊은 관계가 있다. 또, 포식과 구별할 수 없는 경우도 있으며, 한편 공생과 확실하게 구별하기 어려운 경우도 있다.

회충이나 촌충과 같이 다른 동물의 몸 속에 살면서 양분을 섭취하는 동물을 '내부 기생충'이라고 한다. 이에 반해, 이나 벼룩과 같이 다른 동물의 몸표면에 살면서 영양분을 취하는 동물은 '외부 기생충'이라고 한다. 이와 같이 다른 동물에서 먹이를 얻고 있는 점에서 기생은 포식과 똑같은 생활 방법이라고 할 수 있다. 기생벌의 포식 기생의 경우는 포식과 기생을 엄밀하게 구별하기가 어렵다. 또한 이는 외부 기생충이지만, 벼룩류는 보통 숙주에 의존하는 정도가 낮아서 숙주 주위를 돌아다니는 일조차 있다. 피를 빨아먹을 때만 숙주에게 다가가는 빈대·등에·모기 등도 기생충인지 포식충인지를 구별하기 어렵다. 그러나 일반적으로 포식하는 동물(포식자)이 포식당하는 동물(피식자)보다 대형이거나 적어도 같은 정도의 크기인 데 비하여, 기생은 숙주에 비하여 기생충 쪽이 훨씬 작다. 또 일반적으로 포식의 경우는 포식자가 먹이인 피식자를 죽여버리는데 반해, 기생의 경우는 기생충의 작용에 의하여 숙주가 병에 걸려 죽는 일도 많으나, 기생 그 자체가 직접적으로 숙주의 죽음을 가져오는 것은 아니다. 즉 포식은 자본(資本)을 먹고, 기생은 이자(利子)를 먹는 셈이다.

열대 지방의 박쥐에게 기생하는 박쥐이파리라는 파리가 있다. 이것의 암컷은 처음에는 보통의 파리인데 긴 주둥이로 박쥐의 피부를 뚫어 공간을 만들고 그 속으로 잠입하면 날개와 다리가 떨어지고 배가 부풀어 플라스크 모양의 자루와 같은 몸으로 변해 버리며, 그 몸은 뒤끝만이 밖으로 나와 있어 외부에서 보인다. 이렇게 하여 항문으로부터 성숙한 유충을 출산한다.

한편, 수컷은 보통의 파리 모양을 하고 있는 외부 기생충이다. 사무라이개미의 일개미 무리는 여름의 오후에 근처의 곰개미집으로 번데기를 약탈하러 가는데, 저항하는 곰개미는 큰 입으로 물어 죽인다. 그리하여 사무라이개미의 집에서 우화한 곰개미의 일개미는 사무라이개미를 위해 일하게 된다. 이와 같은 경우를 보통 '노예 사냥'이라고 말하는데 이것은 기생의 특수한 경우이다.

형태

기생벌인 고치벌로부터 포식기생을 당하는 배추흰나비의 유충.고치벌의 애벌레는 숙주인 배추흰나비의 몸속에서 기생하다 뚫고 나와 고치를 만든다.

기생은 기본적으로 숙주와의 관계 그리고 그들의 생활 주기에 근거해 분류된다.

• 외부 기생

진드기(mite), 머릿니처럼 숙주의 표면에 붙어 사는 기생충들을 외부기생충(ectoparasites)이라고 한다.

• 내부 기생

반대로 장내 기생충을 포함한 모든 숙주 내부에 사는 것들을 내부기생충이라고 한다. 내부기생충 내에서도 두 가지 생존 방식 이 있다. 세포간 기생(intercellular) 과 세포내 기생(intracellular)이 그 두 가지 생존 방식이다. 이 중 세포간 기생을 하는 세균 이나 바이러스들은 보균체(carrier or vector)라 불리는 제 3의 개체를 필요로 하는 경우가 있다. 보균체는 기생충을 숙주에 옮기는 역할을 맡는다. 이러한 예 중에 하나로 말라리아의 감염 경로를 들 수 있다. 인간이 말라리아 모기에 물리면 모기 내에 있던 말라리아 속 원생동물이 체내로 유입되게 되고, 그 결과 말라리아에 감염되는 것이다.

• 착생 기생

착생기생충(epiparasite)은 다른 기생충에 의지 해 살아간다. 때로는 기생체내기생(hyperparasitism)이라고 불린다. 개에 기생해 사는 벼룩의 소화간에 기생하는 원생동물이 이에 해당한다.

• 사회 기생

사회 기생충(social parasites)이라는 것 들은 사회적 생활을 하는 개체들, 예를 들어 개미나 흰개미로 부터 이득을 얻는다. 도적 기생충(kleptoparasitism)들은 숙주가 구해온 먹이를 갈취한다. 또 다른 사회 기생의 예는 조류에서 볼 수 있다. 뻐꾸기나 찌르레기들은 둥지를 짓지 않고, 다른 종의 둥지에 알을 놓고 도망가 버린다. 둥지의 주인, 이젠 숙주가 되어버린 새들은 버려진 알을 마치 자신의 알처럼 품어서 부화시킨다. 마치 숙주가 보모의 역할을 하는 것 과 같다. 만약 숙주가 뻐꾸기의 알을 버려 버리면, 어떤 뻐꾸기들은 둥지로 가서 숙주를 괴롭힌다. 끝내 숙주를 굴복시키는 것이다. 뻐꾸기들은 가끔 들키지 않기 위해 숙주의 알 몇 개를 제거하기도 한다. 가끔은 태어난 뻐꾸기들이 숙주의 알들을 떨어뜨리거나 새끼들을 괴롭힌다. 반면에 찌르레기는 숙주에게 해를 가하지는 않는다.

• 포식 기생

포식 기생충(parasitoids)의 애벌레는 다른 개체의 체내나 체외에서 성장한다. 그들의 성장이 끝나는 순간 숙주는 죽음을 맞이한다. 그런 의미에서 포식 기생은 여타의 기생과는 구별되며, 포식관계와 비슷하다고 볼 수 있다.

숙주의 방어

피부

기생충의 침입에 대한 방어의 첫 번째 선은 피부이다. 피부는 생물의 침입에 대한 물리적 장벽으로 죽은 세포의 층으로 구성되어 있다. 이러한 죽은 세포는 피부를 단단하고 방수가 되게끔 만드는 단백질 케라틴을 포함하고 있다. 대부분의 미생물은 생존을 위해 수분이 많은 환경이 필요하다. 건성 피부를 유지함으로써 생물이 침입하여 대량 서식하는 것을 막는다. 또한 인간의 피부는 대부분의 미생물에 독성인 피지를 분비한다.

입

입은 외래 생물이 입을 통해 침입하는 것을 막는 침이 포함되어 있다. 또한 입안에 눈물과 타액에서 발견되는 라이소자임이라는 효소가 포함되어 있다. 이 효소는 미생물의 침입시 그것의 세포벽을 파괴한다.

위

생물이 입을 통과한 생물을 막는 다음 방어선은 위이다. 위장은 위장관에서 체내에 침입하려고하는 대부분의 미생물을 죽이는 데 도움이 되는 pH2의 염산 및 위산이 포함되어 있습니다.

눈

기생충은 눈을 통해서도 체내에 침입 할 수 있다. 눈꺼풀의 속눈썹은 처음 눈에 들어오는 미생물의 침입을 방지한다. 미생물이 눈에 들어가도 눈물에 침입 미생물을 죽이는 효소인 라이​소자임이 포함되어 있다

면역 체계

기생충이 체내에 들어간다면, 면역 체계가 기생 침입에 대한 동물의 주요 방어이다. 면역계는 서로 다른 분자의 결합으로 구성되어 있다. 이들은 혈청 단백질과 패턴 인식 수용체 (PRR)를 포함한다. PRR은 적응 면역계의 림프구를 활성화 시키고 수지상세포를 활성화하는 세포 내 및 세포 수용체이다. 여기서 림프구는 가변 수용체를 통해 기생충을 인식할 수 있는 T세포와 B세포를 말한다.

곤충의 방어

곤충은 종종 기생충을 막기위해 둥지를 적응시킨다. 예를 들어, Polistes canadensis 단일 건물보다 그 안에 여러개의 집을 짓는 이유는 tineid moths에 대한 방어기제 이다. tineid moths은 벌집 속에 그 알을 낳고 이러한 알은 유충속에서 부화하고 말벌의 번데기를 먹이로 한다. 성장한 말벌은 둥지에 어두운 갈색을 띤 모습을 제공하는 경구 분비 물질로 세포를 코팅하고 세포의 끝을 씹으므로써 나방의 알이나 유충을 제거하려 한다.

식물의 방어

기생물의 공격에 반응하여 식물은 방어가 일어나게 하는 일련의 신진 대사 및 생화학적 반응을 겪는다. 예를 들어, 기생 침입는 자스몬 산 insensitivel (JA)와 NahG (SA)의 증가를 일으킨다. 공격에 대응하기 위해 화학 물질이나 방어 분자를 생산하는 이러한 경로는 방어를 유도하는데 각각의 기생충에 따라 서로 다른 화학경로가 활성화된다. 일반적으로 경로에 의해 활성화 될 수 있는 반응에는 두 가지 유형이 있다. 식물은 특이적 또는 비특이적인 반응을 실행할 수 있다. 특이적 반응은 식물과 기생충의 유전자 - 유전자의 인식을 포함한다. 이것은 및 기생충의 세포 표면에 위치하는 결합 분자를 인식하는 식물 세포 수용체의 능력에 의해 이뤄질 수 있다. 식물의 수용체는 기생충을 인식하면 과민 반응을 일으키며 그 공간에 방어적인 화합물을 국한시킨다. 이러한 형식의 방어 메커니즘은 기생충의 공격을 일부 지역에 국한시키고 기생충이 다른곳으로 퍼져나가는 것을 막는다. 또한 기생 공격에 대한 특이적 반응은 그것이 필요없는 방어를 증가시킴으로써 에너지를 낭비되는 것을 방지 할 수 있다. 그러나 특이적인 반응은 특정 기생충만을 대상으로 하고 있다. 식물이 기생충을 인식하는 능력이 부족하면 특이적 반응이 활성화되지 않는다. 비특이적 반응은 모든 기생충에 대해 작동한다. 이러한 반응은 시간이 지남따라 활성화되고, 체계적이며, 반응이 식물의 특정 영역에 한정되기 보다는 생물 전체에 확산된다. 이러한 반응은 비특이적 반응을 생성하는 유전자가 항상 발현되는 것을 보장해야하기 때문에 에너지 비용이 높다.

진화의 측면

진화의 측면 [편집] 기생은 독립적으로 여러 번 발생한다. 사용되는 정의에 따라 모든 동물의 절반 정도는 그들의 일생에서 적어도 하나의 기생 단계를 가진다. 거의 모든 자유생활동물은 하나 이상의 기생 생물 군의 숙주 역할을 한다.

기생충에 감염된 티라노사우루스 의 복원. 2009년의 한 연구는 몇몇 표본의 두개골에 있는 구멍이 트리코모나스와 같은 기생충에 의한 것이라고 밝혔다

기생충은 그 숙주의 방어에 대응하여 진화하고 때로는 특정 숙주의 분류군이나 단일 종에 특이적으로 나타난다. 하지만 숙주 종이 멸종 된다면 이러한 좁은 숙주 특이성은 진화론적으로 비효율적일 수 있다. 그러므로 많은 기생충은 숙주 선택에 있어서 어느 정도 다양성을 가지고 서로 다른 성공률로 감염시킬 수 있다.

그러면, 숙주의 방어 역시 기생충의 공격에 대응하여 진화합니다. 이론적으로, 기생충이 진화 경쟁에 우위를 차지하고 있는데 그 이유는 일반적으로 기생충의 한 세대가 숙주보다 짧기 때문이다. 숙주는 기생충에 비해 번식 속도가 느리기에 적응에 있어서 기생충보다 더 적은 기회를 가진다.

다른 모든 조건이 동일하다면 숙주의 번성에 있어서 기생충이 가지는 진화적 관심은 상리공생이나 편리공생으로 비교적 안정적인 관계를 유리하려는 경향이 있다. 기생충은 숙주에게 덜 해로운 존재로 진화하거나 숙주는 존재하지 않는 것이 오히려 해를 끼치는 필연적인 기생충의 존재에 대처하기위해 진화할 수 있다. 예를 들어, 기생충에 감염된 동물은 종종 분명히 악영향을 받으며 기생당하고 있지만, 그러한 감염은 또한 인간을 포함한 동물 숙주의 면역 질환의 영향이나 확산을 줄일 수 있다. 극단적인 경우 일부 선충은 볼바키아 균에 의한 감염 없이는 번식 할 수도 생존할 수도 없다.

기생충 간의 경쟁은 더 빠른 번식을 선호하는 경향이 있고, 따라서 더욱 악성의 기생충이 나타난다. 현숙주에서 벗어나 다른 숙주를 찾기 위해 숙주의 죽음을 일생에 수반하는 기생충은 더욱 악성으로 진화했고 심지어는 숙주의 행동이나 특성을 변화시켜 상위 단계의 포식자에게 취약하도록 만든다.

기생충과 숙주사이의 공진화 역사 추정은 때때로 숙주의 분류군이 어떤 관련 있는지를 해명 할 수 있습니다. 예를 들어, 플라밍고가 황새 계통이나 오리, 거위의 계통 중 더 밀접한 관련이 있는 것은 어느 쪽인가에 대한 논쟁이 있다. 플라밍고가 오리, 거위와 함께 동일한 기생충을 공유한다는 사실은 이쪽에 더 밀접하다는 것을 나타낸다.

기생은 수컷 공작의 깃털과 수컷 사자의 갈기와 같은 동물의 세계에서 생식하는 수컷에게서 볼 수 있는 이차성징의 진화에 대한 한 설명의 일부이다. 이 이론에 따르면, 암컷 숙주는 기생충 및 기타 질병에 저항성을 나타내는 이러한 특성을 바탕으로 번식을 위해 수컷을 선택한다.

공동 분화

드물게, 기생충은 숙주와 함께 공동 분화를 겪을 수 있다. 특히 눈에 띄는 공동 분화의 예는 원숭이 포말 상 바이러스 (SFV) 및 영장류 숙주 사이에 존재한다. 한 연구는 아프리카와 아시아 영장류에서 SFV 효소와 미토콘드리아 시토크롬 산화 효소 서브 유닛 II의 계통 발생을 비교했다. 놀랍게도, 분기순서와 분기횟수에서 계통수는 일치했습니다. 그러므로 원숭이 포말 상 바이러스는 적어도 30만년동안 전 세계 영장류와 공동 분화되어 왔을 수 있다.

같이 보기

• 공생
• 기생충
• 기생벌
• 기생파리

참고문헌

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