생명 과학 미술

날개 원반의 기본이 어떤 개미가 군인이 될 것인지를 결정함

개미: 독특한 계급 제도를 지닌 사회적 곤충

개미는 복잡한 사회와 다양한 행동으로 유명한 사회적 곤충입니다. 개미 군집의 가장 두드러진 특징 중 하나는 개체가 특수화된 역할을 가진 서로 다른 그룹으로 나뉘는 계급 제도입니다. 두 개의 주요 계급은 군인과 일꾼입니다. 군인은 불균형적으로 큰 머리를 가지고 있으며 군집을 방어하는 책임이 있는 반면, 일꾼은 먹이를 찾거나 새끼를 기르는 등 다양한 작업을 수행합니다.

개미 계급 결정의 미스터리

개미가 어떻게 군인이나 일꾼으로 성장하는지는 오랫동안 과학자들에게 미스터리였습니다. 전통적으로, 영양과 페로몬과 같은 환경적 요인이 계급 결정에 주요 역할을 한다고 생각되었습니다. 그러나 최근 연구에서는 이 과정에 영향을 미치는 유전적 및 발달적 요인에 대한 새로운 빛을 비추었습니다.

퇴화된 날개 원반의 역할

개미 계급 결정에서 중요한 발견은 퇴화된 날개 원반의 역할입니다. 날개 원반은 여왕 개미에서 날개로 발달하도록 운명지어진 작은 주머니 모양의 세포입니다. 그러나 군인 개미에서는 이 날개 원반이 유충 단계에서 자라지만 변태 중에 죽어 개미를 날개 없이 만듭니다.

날개 원반의 예상치 못한 기능

연구자들은 이 퇴화된 날개 원반이 한때 믿었던 것만큼 쓸모없지 않다는 것을 발견했습니다. 사실, 개미 유충이 군인으로 발달할 것인지 일꾼으로 발달할 것인지를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.

군인의 발달: 날개 원반의 영향

유충 단계에서 군인으로 발달하는 개미는 크고 퇴화된 날개 원반을 발달시킵니다. 이 날개 원반은 다른 신체 부위, 특히 머리의 성장을 자극하는 신호를 보냅니다. 날개 원반이 클수록 성체 개미의 머리도 커집니다.

일꾼의 발달: 날개 원반의 부재

반면에 일꾼 개미는 유충 단계에서 큰 날개 원반을 발달시키지 않습니다. 결과적으로 군인 개미보다 머리와 몸이 작습니다.

군인 발달의 페로몬 조절

날개 원반 외에도 페로몬도 군인 발달을 조절하는 데 역할을 합니다. 군인 개미는 새로운 군인의 발달을 억제하는 표피 탄화수소 페로몬을 생성합니다. 이 페로몬은 군집 내 군인과 일꾼 간의 균형을 유지하는 데 도움이 됩니다.

진화적 의미

개미 계급 결정에서 퇴화된 날개 원반의 역할을 발견한 것은 우리의 진화적 역사에 대한 이해에 중대한 의미를 갖습니다. 초기 개미는 날개가 있는 여왕과 날개가 없는 일꾼으로 구성된 단순한 계급 제도를 가지고 있었습니다. 시간이 지남에 따라 일꾼 계급은 군인과 같은 하위 계급으로 더욱 분화되었습니다. 퇴화된 날개 원반은 서로 다른 신체 크기와 모양의 발달을 제어하는 메커니즘을 제공함으로써 이러한 진화 과정에서 중요한 역할을 했을 수 있습니다.

퇴화 구조와 진화적 혁신

퇴화된 날개 원반의 기능을 발견한 것은 본래 기능을 잃은 기관인 퇴화 구조가 단순한 진화적 잔재라는 전통적인 견해에 도전합니다. 대신 이러한 구조가 발달과 진화에서 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다.

퇴화 구조의 다른 예

유충 꿀벌 일꾼의 난소는 중요한 기능을 가질 수 있는 또 다른 퇴화 구조의 예입니다. 꿀벌 일꾼은 불임이고 번식할 수 없지만 초기 발달 단계에서 여왕벌의 난소만큼 큰 난소를 가지고 있습니다. 이러한 난소의 기능은 아직 알려지지 않았지만 정상적인 일꾼 발달과 관련이 있을 수 있습니다.

결론

개미 계급 결정에서 퇴화된 날개 원반의 역할을 발견한 것은 사회적 곤충의 진화와 발달에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다. 또한 퇴화 구조에 대한 전통적인 견해에 도전하고 잠재적 기능을 조사하는 것의 중요성을 강조합니다.