편리공생

편리공생(commensalism)은 생물학에서 동일한 환경에서 두 개 이상의 개체가 함께 살아가고 있을 때, 두 개체 중의 하나가 이익을 얻고 다른 개체는 영향을 받지 않는 공생(symbiosis) 관계이다.¹⁾ 이는 두 생물 유기체가 서로 이익을 보는 상리공생(mutualism), 서로 전혀 영향을 주지 않는 중립공생(neutralism), 한 유기체는 피해를 보는 반면 다른 유기체는 영향을 받지않는 편해공생(amensalism), 한 유기체만 이익을 보는 기생(parasitism)과는 대조적이다. 편리공생관계에 있는 생물종의 조합에서 이익을 얻는 종은 실질적으로 영향을 받지 않는 숙주 종으로부터 영양소, 피난처 지원 또는 운동능력을 얻을 수 있다. 하지만, 편리공생과 다른 공생관계의 엄격한 구분은 매우 애매한 경우가 많아서 논란의 여지가 많다.

그림 1. 구강에 서식하며 충치를 발생시키는 주원인균중의 하나인 Streptococcus mutans. Streptococcus sanguinis와 인간과의 편리공생에 의하여 제어되는 병원균이다 (출처: )

목차

편리공생(commensalism)이라는 단어는 라틴어의 'com mensa' ('테이블을 공유하는'의 뜻)에서 유래 하여, 언어의 발전과정에서 'commensal' ('식사를 같이하는 친구들'이라는 뜻) 이라는 영어 단어로 발전하여 생물학에서 채택되었다.²⁾

여러가지 예의 편리공생 사례들이 보고되어 있다. 특히, 구강 내의 사람세포(기관)와 박테리아와의 편리공생 관계가 많이 보고 되어 있다. 하지만, 공생관계 및 병리학적 연구가 심도있게 진행됨에 따라서 공생관계의 재정립이 필요한 경우가 많이 발생하고 있다. 구강 병원성 박테리아와 바이오필름(biofilm) 형성 박테리아와의 관계는 충치 및 구강염증과 같은 치과적 문제와 연관이 되어 있다. 이 관계에서 가장 잘 연구되어 있는 박테리아는 Streptococcus sanguinis라는 구강에서 편리공생을 하는 미생물이다. 이 박테리아는 오래전 부터 충치나 구강염을 일으키는 주범으로 알려졌었으나, 최근 들어 오히려 편리공생을 통한 구강보건에 이바지 한다고 보고 되고 있다.³⁾ 간단히 그 예를 살펴보면, 충치발생을 억제하는데, 이 균에 의한 바이오필름 생성의 도움이 보고 되고 있다. Streptococcus sanguinis는 구강 내 침으로 덮여 있는 구강내부와 치아에 바이오필름(biofilm)을 형성시킨다(그림 2). 특히, 충치가 생긴 치아에서 많이 발견되어 이 균이 충치의 원인이라고 생각되어 졌다. 하지만, 충치형성에 원인이 되는 균은 같은 속의 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)이고, 충치 발생 치아에서 이 균들이 Streptococcus sanguinis이 만들어낸 바이오필름에 의하여 Streptococcus mutans의 콜로니 숫자 및 밀도가 현저히 낮아지고, 충치의 확장이 매우 느려지는 현상이 발견 되었다. 즉, 이 두 같은 속의 균들간의 적대관계(antagonism) 형성이 구강건강에 중요함을 예시한다. 따라서, Streptococcus sanguinis는 구강세포 또는 사람에게서 서식처와 콜로니(colony) 형성 및 증식에 필요한 당 등을 제공 받고, 인간에게는 충치발생에 주원인 균들의 생장을 저해하거나 생활 환경을 제한해 주어 구강건강을 정상으로 유지해주는 동력을 제공하는 편리공생 관계에 있다.

그림 2. 충치균 (출처: gettyimage)

바이오필름 (출처: )

편리공생에 포함되는 것 중에는 장기간 공생 의존성이 지속되는 것으로부터, 단기간의 공생 관계로 끝나는 것까지 다양한 종류가 있다. 첫째로 편승(phoresy)은 단순히 이동을 위해서 한 종이 다른 종에 붙어 있는 관계를 말한다. 예를 들어, 곤충(딱정벌레, 파리, 벌 등)에 달라붙는 진드기 및 포유류와 딱정벌레에 달라붙는 게벌레, 조류에 달라붙는 노래기등이 있다. 이 편승은 반드시 행해지는 경우와 환경 조건에 따라 수행되는 경우가 있다. 변태공생(metabiosis)은 더 간접적인 편리공생의 종류로, 어떤 종류의 시체 등 다른 생물이 이용하는 관계를 말한다. 예를 들어, 고둥의 껍질을 이용하는 소라게 등을 들 수 있다. 예를 들어, 착생 식물이 나무에 붙어 생활하는 것으로, 숙주 나무가 착생 식물의 잎으로 덮여 광합성을 방해받는 것 또한 있을 수 있다. 그러면 착생 식물은 기생 식물에 대해 '영양을 뺏는 도적'이라고 할 수 있다. 이 경우 이 관계는 편해공생이라고 할 수 있다.

마찬가지로 파리에 붙어 이동하는 진드기(tick)는 파리의 비행에 방해가 된다고 할 수 있다. 진드기에 의해 파리가 비행하는데 여분의 에너지가 더 소비되면 이것도 편해공생이라고 할 수 있다. 마지막으로, 착생(inquilinism)은 다른 생물을 주거지로 생활하는 유형의 편리공생을 말한다. 나무에 착생하는 난초과와 나무 가지에 정착하는 조류 등을 예로 들 수 있다.

공생(symbiosis), 상리공생(mutualism), 중립공생(neutralism), 편해공생(amensalism), 기생(parasitism), 바이오필름(biofilm), 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 콜로니(colony), 변태공생(metabiosis), 진드기(tick)

이성행/조선대학교

김근필/중앙대학교

1. Wilson, E.O. 1975. Ch.17-Social Symbiosis. In Sociobiology: The New Synthesis. pp. 354. Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, USA.
2. Harper, D. 1870. Commensalism. Online Etymology Dictionary.
3. Zhu, B., Macleod, L.C., Kitten, T., and Xu, P. 2018. Streptococcus sanguinis biofilm formation & interaction with oral pathogens. Future Microbiol. 13, 915–932.