Why don’t poisonous animals poison themselves? - Rebecca D. Tarvin

번역: Seungjae Kim 검토: Won Jang

One fine day,

어느 한 날씨 좋은 날,

when Charles Darwin was still a student at Cambridge,

찰스 다원이 아직 캠브리지 대학교 학생이던 시절

the budding naturalist tore some old bark off a tree

이 새내기 동식물학자는 오래된 나무껍질을 뜯어서

and found two rare beetles underneath.

그 아래에서 희귀한 딱정벌레 두 마리를 찾았습니다.

He’d just taken one beetle in each hand when he spotted a third beetle.

그가 양 손에 딱정벌레 들고 있을 때 마침 한 마리가 더 보았습니다.

Stashing one of the insects in his mouth for safekeeping,

벌레 하나를 입 속에 넣고

he reached for the new specimen –

새로운 종을 향해 손을 뻗은 바로 그 순간

when a sudden spray of hot, bitter fluid scalded his tongue.

뜨겁고 쓴 액체가 그의 입 안을 채웠습니다.

Darwin’s assailant was the bombardier beetle.

다윈을 공격한 것은 바로 폭탄먼지벌레였습니다.

It’s one of thousands of animal species,

폭탄먼지벌레는 개구리, 해파리, 도롱뇽, 뱀 같은 다른 많은 동물들처럼

like frogs,

jellyfish,

salamanders,

and snakes,

that use toxic chemicals to defend themselves –

독을 사용하여 자신을 지킵니다.

in this case, by spewing poisonous liquid from glands in its abdomen.

이 벌레는 복부에 있는 선에서 독액을 뿜는 방식을 사용하지요.

But why doesn’t this caustic substance, ejected at 100 degrees Celsius,

하지만 왜 이 100도의 부식성 액체에

hurt the beetle itself?

벌레 자신은 다치지 않는 것일까요?

In fact, how do any toxic animals survive their own secretions?

더 나아가서 독을 가진 동물들은 어떻게 자신을 독으로부터 보호할까요?

The answer is that they use one of two basic strategies:

정답은 그들이 두 가지 기본 원칙 중 하나라도 지키기 때문입니다.

securely storing these compounds

독을 안전하게 저장하거나

or evolving resistance to them.

독에 대한 저항력을 키우는 방향으로 말이지요.

Bombardier beetles use the first approach.

폭탄먼지벌레는 첫 번째 방법을 사용합니다.

They store ingredients for their poison in two separate chambers.

이들은 독의 재료를 분리된 곳에 담아 보관하는데,

When they’re threatened, the valve between the chambers opens

이 벌레들이 위협을 받으면 두 곳을 연결하는 밸브가 열려

and the substances combine in a violent chemical reaction

이 물질들이 격렬한 화학 반응을 일으키며

that sends a corrosive spray shooting out of the glands,

부식성 액체를 분비샘에서 뿜어 나오게 합니다.

passing through a hardened chamber that protects the beetle’s internal tissues.

이 액은 딱딱한 관을 통해 나오기 때문에 벌레의 내부 조직은 상처받지 않습니다.

Similarly, jellyfish package their venom safely

해파리도 비슷한 접근을 합니다.

in harpoon-like structures called nematocysts.

이들은 작살처럼 생긴 '가시세포'라는 곳에 독을 보관합니다.

And venomous snakes store their flesh-eating, blood-clotting compounds

독사도 살을 녹이고 혈액의 응고를 유발하는 화학물질을

in specialized compartments that only have one exit:

구멍이 하나인 특별한 장소에 넣어

through the fangs and into their prey or predator.

이빨을 통해 먹잇감 혹은 포식자에게 주입합니다.

Snakes also employ the second strategy: built-in biochemical resistance.

뱀들은 두 번째 전략인 독에 저항성을 키우는 방법도 이용합니다.

Rattlesnakes and other types of vipers manufacture special proteins

방울뱀을 비롯한 다른 독사들은 특별한 단백질을 만들어 내어

that bind and inactivate venom components in the blood.

피 속의 독을 비활성화 시킵니다.

Meanwhile, poison dart frogs have also evolved resistance to their own toxins,

독개구리들도 자신의 독에 대한 저항력이 있지만

but through a different mechanism.

좀 다른 방식을 사용합니다.

These tiny animals defend themselves using hundreds of bitter-tasting compounds

이 작은 친구들은 수백 개의 쓴맛을 내는 성분을 이용하여 자신을 보호합니다.

called alkaloids

이 물질은 알칼로이드라고 불립니다.

that they accumulate from consuming small arthropods like mites and ants.

개미나 진드기 같은 작은 절지동물들을 섭취해서 이 물질을 축적하지요.

One of their most potent alkaloids is the chemical epibatidine,

이 알칼로이드 중 가장 강력한 것은 에피바티딘이라 불리는 물질입니다.

which binds to the same receptors in the brain as nicotine

이 물질은 뇌에서 니코틴과 같은 수용체에 결합하지만

but is at least ten times stronger.

10배 이상 강력합니다.

An amount barely heavier than a grain of sugar would kill you.

티끌만 한 양으로도 당신을 죽일 수 있지요.

So what prevents poison frogs from poisoning themselves?

그러면 이 개구리들이 자기 자신을 독으로부터 보호하는 방법은 무엇일까요?

Think of the molecular target of a neurotoxic alkaloid as a lock,

알칼로이드계 신경독이 작용하는 수용체를 자물쇠,

and the alkaloid itself as the key.

독을 열쇠라고 생각해 봅시다.

When the toxic key slides into the lock,

독성을 가진 열쇠가 자물쇠로 들어가면

it sets off a cascade of chemical and electrical signals

폭포처럼 일어나는 전기신호와 화학반응을 일으켜

that can cause paralysis,

중풍,

unconsciousness,

의식 불명,

and eventually death.

결국에는 죽음까지 일으킬 수 있습니다.

But if you change the shape of the lock, the key can’t fit.

하지만 자물쇠의 모양이 바뀌면 열쇠가 들어가지 못합니다.

For poison dart frogs and many other animals with neurotoxic defenses,

독개구리와 같은 신경독이 있는 동물에겐

a few genetic changes alter the structure of the alkaloid-binding site

유전적인 변화가 일어나 수용체의 모양을 바꾸어

just enough to keep the neurotoxin from exerting its adverse effects.

신경독에 의한 심각한 피해를 입지 않게 됩니다.

Poisonous and venomous animals

독이 있는 동물들만

aren’t the only ones that can develop this resistance:

이런 저항력을 키울 수 있는 것은 아닙니다.

their predators and prey can, too.

그들의 먹잇감이나 포식자도 그렇게 할 수 있지요.

The garter snake, which dines on neurotoxic salamanders,

가터뱀은 신경독이 있는 도롱뇽을 먹이로 삼는데

has evolved resistance to salamander toxins

이들은 도롱뇽의 독성에 저항하기 위해서

through some of the same genetic changes as the salamanders themselves.

도롱뇽이 겪은 유전적 변화의 일부를 그대로 따라해 왔습니다.

That means that only the most toxic salamanders can avoid being eaten—

즉, 가장 독이 강한 도롱뇽만 먹히지 않을 수 있고

and only the most resistant snakes will survive the meal.

가장 저항력이 강한 뱀들만 먹이를 먹을 수 있다는 것입니다.

The result is that the genes providing the highest resistance and toxicity

이로 인한 결과는 가장 강한 독과 가장 강한 저항성을 가진 유전자가

will be passed on in greatest quantities to the next generations.

다음 세대로 가장 많이 전달될 것이라는 것을 의미합니다.

As toxicity ramps up, resistance does too,

독성이 강해질수록 저항성도 강해지는 것이지요.

in an evolutionary arms race that plays out over millions of years.

수백 만년 동안 계속되어온 진화의 경쟁에서

This pattern appears over and over again.

이 패턴은 계속 나타나게 됩니다.

Grasshopper mice resist painful venom from scorpion prey

메뚜기쥐는 자신의 먹잇감인 전갈의 독을

through genetic changes in their nervous systems.

신경계의 유전적 변이를 통해 저항합니다.

Horned lizards readily consume harvester ants,

뿔도마뱀들은 수확 개미들을 쉽사리 먹는데,

resisting their envenomed sting with specialized blood plasma.

특별한 혈장을 통해 개미의 독침에 저항하고

And sea slugs eat jellyfish nematocysts,

바다달팽이는 해파리의 가시 세포를 먹은 후

prevent their activation with compounds in their mucus,

점액 내 물질로 독의 활성화를 방지하고

and repurpose them for their own defenses.

그것을 오히려 자신의 방어에 이용합니다.

The bombardier beetle is no exception:

폭탄먼지벌레도 예외는 아니지요.

the toads that swallow them

이 벌레를 먹는 두꺼비들은

can tolerate the caustic spray that Darwin found so distasteful.

다윈에게 불쾌감을 준 자극적 물질을 견딜 수 있을 것입니다.

Most of the beetles are spit up hours later,

대부분의 딱정벌레는 수 시간 후 토해내지는데,

amazingly alive and well.

신기하게도 잘 살아 있습니다.

But how do the toads survive the experience?

하지만 두꺼비는 이것을 어떻게 견딜까요?

That is still a mystery.

그건 아직 아무도 모릅니다.