[일반생물학] 포획과 회피기작

육식동물이 거의 언제나 잡아먹는 피식자를 죽인다는 점을 고려하면, 포식자와 피식자 모두의 관심은 생명이 걸려 있다. 그러므로 육식동물에게 있어서 최고의 전략은 먹이를 잡아먹는 능력을 극대화하는 것인 반면, 피식자에게 있어서 최고의 전략은 먹힐 가능성을 최소화하는 것이다. 우선은 육식동물이 먹이를 포획하기 위해 사용하는 전략들을 살펴보고, 그 다음에 먹이가 되는 동물이 먹히지 않기 위해 어떻게 하는지 살펴보자.

 

육식동물은 먹이를 포획하기 위해 어떤 전략을 사용하는가? 육식동물의 성공은 먹이를 쫓아가서 잡은 후 먹이를 다루는 데 드는 에너지 비용과, 그 먹이를 먹음으로 인해 얻는 에너지 이익 사이의 균형에 달려 있다. 한쪽 극단적인 경우로, 어떤 육식동물은 힘과 민첩성을 이용하여 양질의 먹이를 적극적으로 찾아 포획한다. 이러한 '능동적 추적' 전략은 모든 크기의 포식자들이 이용하는 전략이다. 귀신고래를 뒤쫓는 범고래나 새를 뒤쫓는 여우는 모두 빠르고 힘 센 포식자이며 강한 턱을 가지고 있다. 이와 반대의 극단적인 경우로 비밀스럽게 움직이는 포식자의 경우, 남의 눈에 안 띄는 능력으로 말미암아 먹이가 포식자가 매복하고 있는 곳을 지나가도록 한다. 먹이보다 더 크기가 작은 포식자의 경우 다양한 포식 전략을 진화시켰다. 예를 들어, 몇몇 뱀들의 턱은 그들의 머리보다 더 큰 먹이를 삼킬 수 있을 만큼 크게 벌어진다. 가장 작은 포유류 포식자 중 하나인 짧은꼬리뾰족뒤쥐는 지렁이와 달팽이를 마비시킬 수 있는 독성이 있는 침을 만드는데, 생쥐나 작은 새와 같이 자신보다 더 큰 먹이를 사냥한다.

 

피식자 종들은 포식자에 대항하여 다양한 방어 전략을 개발하였다. 어떤 종은 단지 날아가거나 도망감으로써 포식자로부터 벗어난다. 그 밖의 종들은 형태학적 방어 기구를 가진다. 두꺼운 피부, 패각, 가시, 또는 털은 집요한 포식자를 단념시킬 수 있다. 먹이가 되는 동물이 포획되는 것을 피하기 위해 진화시킨 여러 다양한 방어 기작들을 설명한다.

 

탐지회피

 

피식자 종들은 종종 몸을 숨김으로써 포식자를 피할 수 있다. 몸을 숨기는 한 가지 형태가 위장인데 이것은 은폐(crypsis)로도 알려져 있다. 은폐를 통해 포식자가 먹지 못하는 것으로 생각하는 물체와 닮을 수 있다. 예를 들어, 여치류는 낙엽과 아주 유사한데, 낙엽의 곰팡이에 의해 썩어가는 부분까지도 유사하게 닮았다.

 

다양한 유형의 포식자들의 시각이 움직이는 먹이를 쫓는 데 적응하였기 때문에, 많은 피식자 종들은 포식자에 쫓기면 단지 움직임을 멈춘다. 이런 전략을 종종 일컫는 용어로 '죽은 척하기'는, 죽은 듯 행동하는 주머니쥐의 능력과 관련이 있다.

 

화학적 방어

 

여러 동물들이 화학적인 방어수단을 이용하여 포식자로부터 벗어나거나 포식자를 쫓아낸다. 이러한 화학적 방어는 종종 작고, 약하고, 움직이지 않거나 혹 다른 방법으로는 보호받지 못하는 동물들이 주로 사용한다. 많은 곤충들은 공격받으면 화학물질을 분사하거나, 분비하거나 거품으로 뒤덮는다. 예를 들어, 폭탄먼지벌레는 복부 끝에서 100도의 유독한 화학물질을 뿜어내는데 이는 공격 중인 곤충에게 치명적일 수 있다.

 

포식자는 이러한 화학적 방어 전략을 극복하기 위한 적응을 진화시킬 수 있다. 이것에 대한 예로, 북미에 서식하는 조피영원과 가터뱀의 관계에서 볼 수 있는대 가터뱀은 영원의 독에 둔감해진다. 일부 포식자들은 먹이동물의 방어물질을 몸에 저장하여 자신을 먹으려는 포식자로부터 자신을 지키는 수단으로 사용한다. 예를 들어, 어떤 갯민숭달팽이는 먹이인 해면동물로부터 얻은 독성물질을 자신의 몸의 일부로 흡수하고, 또 다른 갯민숭달팽이는 먹이인 히드라충에서 얻은 자세포를 자신의 몸에 삽입한다. 마찬가지로 중남미에 서식하는 독화살개구리는 개미, 응애, 진드기 및 그 외 다른 작은 무척추동물로부터 얻은 독성 화학물질을 자신의 몸에 축적한다.

 

경고신호

 

독성 화학물질을 이용하여 자신을 방어하는 몇몇 피식자 동물들은 자신이 독성 화학물질을 가지고 있음을 경고신호를 이용하여 널리 알린다. 경고신호는 시각적 신호일 수도 있고(독을 지니고 있는 많은 생물종들이 화려한 색을 띤다), 또는 청각적 신호일 수도 있는데(예: 방울뱀의 덜컥거리는 소리), 어떤 신호를 사용하는가는 그들의 포식자가 자신들을 탐색하는 감각신호가 무엇인가에 달려있다.

 

갯민숭달팽이와 독화살개구리의 경우와 같이, 많은 독을 지닌 먹이가 되는 동물은 화려한 색이나 현란한 무늬를 몸에 지니고 있으며, 이를 이용하여 시각을 이용하여 먹이사냥을 하는 포식자로부터 자신을 보호한다. 먹이 동물의 이러한 경고색은 포식자가 특정 생물종을 독이 있는 먹이로 인식하고 피하는 행동을 학습할 수 있는 가능성을 증가시킨다. 먹이 활동을 할 때 시각신호에 의존하는 몇몇 척추동물 포식자는 특정 색깔 패턴과 먹이 활동 시의 좋지 않은 기억을 연관시키는 것을 빠르게 학습할 수 있다.

 

의태 체계

 

2개의 일반적인 의태 체계인, 베이츠의태와 뮐러의태가 자연계에서 반복적으로 진화하였다. 베이츠의태는 독이 없는 동물(모방자)0이 독이 있는 동물(모델)과 유사하게 닮는 것이다. 모방을 한 쪽은 포식자가 모델동물을 피하는 행동을 보이는 것을 이용하여 이득을 얻는 것이다. 뮐러의태는 둘 이상의 생물종이 유사한 경고신호를 갖도록 수렴진화한 것이다. 이 경우엔 수렴진화한 모든 종이 포식자에게 더 강한 인상적인 신호를 만들어 냄으로써 이득을 얻는다 남아메리카, 중앙아메리카, 서인도제도에 서식하는 독나비속 나비들은 애벌리시기에 독성화학물질을 가진 시계초를 먹고 자라면서 독성 물질을 자신의 몸에 축적하는데, 이들이 뮐러의태의 예가 된다. 특정지역에 함께 서식하는 독나비속 나비들은 비슷한 색을 가지고 공통된 경고 패턴을 공유할 가능성이 높다. 뮐러의태를 나타내는 독나비속 나비들의 유전체 서열을 분석한 결과 전사인자를 암호화한 optix 유전자를 확인했는데, 이것은 유전자 발현 양상을 변화시켜 서로 근연관계가 없는 다른 종들  사이에 비슷한 색 패턴을 생성한다.