기생

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기생

[ parasitism ]

기생은 다른 종의 개체군 사이의 상호 작용 중 장기간 밀접한 관계를 형성하면서 기생생물은 이득을 얻고 숙주는 해를 입는 관계이다.1) 포식(predation)도 한쪽이 이득을 얻고 다른 쪽이 해를 입는 관계이지만, 포식은 주로 큰 생물이 작은 생물을 먹는 관계를 말하며, 기생은 주로 작은 생물이 큰 생물에 해를 입히는 것 또는 큰 생물의 자원을 이용하는 관계이다. 일반적으로 기생자는 숙주보다 크기가 훨씬 작고, 생활 방식이 매우 전문화되어 있으며, 숙주보다 더 많은 자손을 더 빨리 생산한다.1) 한편 생활사 전반을 통한 밀접한 관계가 아니라 상대적으로 짧은 상호작용은 기생으로 간주되지 않는데, 즙을 먹는 모기나 흡혈박쥐의 경우 포식으로 간주되며 식물의 즙을 간헐적으로 먹는 생물은 초식자(grazer), 동물의 즙을 먹는 경우는 포식자(predator)로 간주한다.1)

목차

  1. 1.기생생물의 종류
    1. 1.1.미소기생자 vs. 대형기생자
    2. 1.2.전기생 vs. 반기생
  2. 2.숙주생물의 종류
  3. 3.기생에 대한 숙주의 반응
    1. 3.1.감염 회피 행동
    2. 3.2.염증 반응
    3. 3.3.면역 반응
    4. 3.4.방어구조 형성
  4. 4.기생과 숙주의 생존/생식
  5. 5.성선택과 붉은여왕 가설
  6. 6.참고 문헌

기생생물의 종류

미소기생자 vs. 대형기생자
  • 미소기생자(microparasites): 절대적인 크기가 작아 현미경을 통해서만 관찰이 가능한 기생생물을 말하며, 크기가 작고 세대가 짧다. 이들이 증식하면 감염을 일으키고 질병을 유발한다.
    • 바이러스, 세균, 원생생물 등
  • 대형기생자(macroparasites)는 비교적 크기가 커서 맨눈으로 관찰이 가능하며, 세대 시간이 상대적으로 길고 일반적으로 한 숙주생물에서 전 생활환을 완성하지 않는다.
    • 편형동물, 회충, 구두충, 흡충(디스토마), 이, 벼룩, 진드기, 녹병균, 깜부기병균, 새삼, 겨우살이 등
전기생 vs. 반기생

기생식물은 광합성 수행 여부에 따라 엽록소가 없어 광합성을 하지 못하는 전기생(holoparasite)식물과 엽록소가 있고 광합성이 가능한 반기생(hemiparasite)식물로 나눈다.

  • 전기생식물 : 초종용류, 새삼 등

전기생식물인 새삼(Cuscuta japonica)이 다른 식물에 기생하는 모습. ()

  • 반기생식물: 겨우살이 등

반기생식물인 겨우살이(Viscum album)가 나무에 기생하는 모습. ()

숙주생물의 종류

한 기생생물이 한 숙주에서 전체 생활환(life cycle)을 완성하지 못하고 여러 숙주와 관계를 맺을 때 성숙하여 생식을 하는 숙주종을 최종숙주(고유숙주, definitive host)라고 하고, 나머지 생식과 관계없이 생장만 일어나는 숙주를 중간숙주(intermediate host)라고 한다.

기생에 대한 숙주의 반응

감염 회피 행동

조류와 포유류는 부리로 깃털을 다듬고 발로 긁는 털다듬기(preening) 등 몸단장을을 통해 깃털에 기생하는 이를 제거한다. 사슴은 파리를 피할 수 있는 그늘진 장소를 찾음으로써 기생자를 방어한다.

염증 반응

동물은 상처 주위의 혈류 흐름을 증가시키고 염증을 일으키는 히스타민 분비를 통해 백혈구를 상처 주위로 불러들인다. 침입 미생물에 대한 이러한 염증 반응을 1차방어로 분류한다.

면역 반응

바이러스나 세균과 같은 외부 물질은 백혈구가 항체를 생성하게 하고 기억하게 하는데 이를 2차방어라고 한다. 하지만 일부 기생자는 끊임없이 항원을 변형시켜 면역반응을 회피하기도 한다.

방어구조 형성

식물은 감염 조직 부위에 더뎅이(scab)를 형성하여 세균과 진균류의 감염으로부터 다른 건강한 조직을 보호한다. 또한 식물은 특정 곤충에 반응하는 비정상적 구조물인 벌레혹(충영)을 형성하여 기생자의 공격을 차단하고 포식에 노출시킨다.2)

붉나무 벌레혹 진딧물(Schlechtendalia chinesis)에 의해 유도되는 붉나무 벌레혹(오배자)이 계절에 따라 발달하는 모습. (출처: 곽한순)

기생과 숙주의 생존/생식

기생자에게 감염되면 숙주의 생장과 번식은 저해된다. 미국 캘리포니아 주에 서식하는 담도마뱀 암컷이 말라리아에 감염되면 비감염 개체에 비해 생산하는 알의 수가 약 15%나 적다.3) 조류인 제브라핀치(zebra finch) 수컷은 기생이 적을수록 화려한 붉은 부리 색을 만들어 배우자와 짝짓기 성공률을 높인다.4) 세균성 질병인 야토병에 감염된 토끼는 행동이 굼뜨게 되어 포식에 취약해진다. 흡충이 기생하는 캘리포니아송사리(killifish)는 기생의 정도가 심해질수록 수면 위로 뛰어오르는 비정상행동이 비례적으로 증가하는데, 이러한 행동은 결국 중간 숙주인 조류가 송사리를 포식하기 쉽게 하여 흡충류가 생활환을 완성하게 한다.5)

성선택과 붉은여왕 가설

먹이 – 포식자 관계와 마찬가지로 기생자 – 숙주 관계도 밀접한 상호작용이기 때문에 기생자 개체군과 숙주 개체군 사이의 공진화가 일어나고, 기생자와 숙주 간의 군비 경쟁(arms race) 양상의 공진화가 일어난다. 붉은여왕 가설(Red Queen Hypothesis)에 따르면 숙주와 기생자 간의 군비 경쟁에서 유성생식은 숙주가 기생생물로부터 내성을 갖는 자손을 일부 생산할 수 있게 하여 숙주가 한 발 앞서게 해준다.6) 기생생물은 다시 이들을 감염시킬 수 있게 진화함으로써 무기경쟁은 계속된다.

참고 문헌

1. 강혜순 외 옮김 (2016) 생태학, 9판. 라이프사이언스
2. 곽한순 (2012) Seasonal changes of metabolites in the galls of Rhus chinensis as measured by mass spectrometry. 아주대학교 대학원 이학 석사학위 논문
3. Schall JJ (1983) Lizard malaria: Cost to vertebrate host’s reproductive success. Parasitology 87: 1-6
4. Blount JD et al. (2003) Carotenoid modulation of immune function and sexual atractiveness in zebra finches. Science 300: 125-127
5. Lafferty KD, Morris AK (1996) Altered behavior of parasitized killifish increases susceptibility ot predation by bird final hosts. Ecology 77: 1390-1397 
6. 김윤택 옮김 (2006) 붉은여왕. 김영사. (Ridley M (1993) The Red Queen, Harper Perennial)