사마귀 새우와 조개의 공존에 대한 예상치 못한 발견으로 확립된 생태 이론

미시간 대학의 새로운 연구에서는 해양 조개와 포식성 사마귀 새우 사이의 생사 상호 작용에 대한 놀라운 발견이 밝혀졌습니다. 생태학과 진화생물학 대학원생인 Teal Harrison이 주도한 이번 연구는 생태이론의 초석인 경쟁 배제 원칙을 뒤집는다.

전통적인 경쟁 배제 원칙에 따르면 생물학적 공동체 내에서 주어진 틈새 시장을 오직 한 종만 차지해야 합니다. 그러나 자연계의 수많은 예에서는 다양한 종이 동시에 같은 공간을 점유하고 있는 것처럼 보입니다. 해리슨과 그녀의 고문이자 생태학 및 진화생물학 교수인 Diarmaid Ó Foighil은 사마귀 새우 숙주와 함께 살고 있는 해양 조개 군집을 자세히 관찰했습니다.

소위 요요조개라고 불리는 7종의 사마귀 새우 숙주가 굴 속에 서식합니다. 6마리는 굴 벽에 붙어서 발을 이용해 위험에서 튀어나와 "요요"라는 이름을 얻었습니다. 대조적으로, 일곱 번째 종은 사마귀 새우의 몸에 독특하게 부착됩니다. 연구자들은 특히 포식성 숙주에 대한 공유 의존성을 고려할 때 이러한 종들이 어떻게 공존하는지에 흥미를 느꼈습니다.

“우리는 이러한 모든 조개 종이 동일한 숙주를 공유할 뿐만 아니라 대부분이 해당 숙주에서 진화하거나 종분화되는 놀라운 상황에 직면해 있습니다. 이것이 어떻게 가능한지?" Ó Fogil은 다음과 같이 말했습니다. 보도 자료.

예기치 않게 해리슨의 현장 샘플에서는 여러 종류의 조개가 들어 있는 굴에 굴벽 요요 조개만 서식한다는 사실이 밝혀졌습니다. 몸에 부착하는 종을 실험실 환경에 도입했을 때, 사마귀 새우는 굴벽 조개를 모두 죽였는데, 이는 이론적인 기대와는 반대되는 결과였습니다.

“Teal은 두 세트의 예상치 못한 결과를 얻었습니다. 그 중 하나는 요요조개와 함께 발생해야 하는 종이 그렇지 않다는 것입니다. 그리고 두 번째 예상치 못한 결과는 호스트가 불량해질 수 있다는 것입니다.”라고 Ó Foighil은 덧붙였습니다. “흥미로운 반전은 사마귀 새우의 몸에 붙어 있던 조개가 유일한 생존자라는 것입니다. 굴 벽에 있는 모든 것이 죽었습니다. 심지어 굴 밖으로 나가서 헤매던 것을 죽이기도 했습니다.”

이 발견은 틈새 차별화 조개와 요요 조개 사이의 더 빈번한 동거를 예측하는 경쟁 배제 원칙을 왜곡한 것입니다. 대신, 사마귀 새우에 직접 부착되는 새로운 틈새가 진화하면서 다른 조개가 배제되었습니다.

해리슨은 보도 자료에서 자신의 연구 결과에 대해 "매우 초현실적이었습니다."라고 말했습니다. “솔직히 제가 기대했던 것과는 거리가 너무 멀기 때문에 바로 먹었다는 사실조차 깨닫지 못했습니다. 그들은 공생 유기체이고 야생에서 사마귀 새우와 함께 살고 있으며 이러한 행동이 이미 야생에서 이런 식으로 일어나고 있는지 여부를 알 수 있는 방법이 없습니다. 나는 그것을 기대하지 않았습니다.”

예상치 못한 결과에 대한 해리슨의 초기 황폐함은 Ó Foighil에 대한 흥분으로 바뀌었습니다.

“Teal은 열심히 노력한 끝에 실험이 '실패'했을 때 당연히 당황했지만 나는 기뻤습니다. 과학에서 완전히 예상치 못한 결과를 얻게 되면 잠재적으로 새롭고 중요한 것을 알려주는 것입니다.”라고 그는 말했습니다.

연구자들은 이제 왜 사마귀 새우의 행동이 다른지 밝혀내는 데 집중하고 있습니다. 한 가지 가설은 유충 단계에서 요요조개와 숙주에 부착된 조개가 서로 다른 굴을 차지할 수 있다고 제안합니다. 또 다른 가능성은 사마귀 새우의 치명적인 반응이 혼합된 조개 개체군에서 촉발된다는 것입니다.

그들의 연구 결과는 생태학적 연관성이 "재앙적으로 붕괴"될 가능성이 있음을 나타내며 해양 환경의 공생 관계에 대한 새로운 시각을 제시합니다. 다음 단계에는 숙주 굴에 유충 모집을 결정하고 숙주에 부착된 조개의 존재가 사마귀 새우 행동에 어떻게 영향을 미치는지 평가하기 위한 추가 연구가 포함됩니다.

“공생 요요 조개의 숙주 내 적응 종분화는 공존이 아닌 생태적 배제로 이어진다”는 연구는 출판 PeerJ에서.