'다윈의 핀치새'로도 알려진 갈라파고스 핀치새는 진화론의 자연선택과 종분화에서 중요한 비중을 차지합니다. 갈라파고스 제도에는 여러 섬들이 격리돼 있는데요. 핀치새들도 격리된 섬들마다 자연선택 돼 특이한 아종이 된 후 현재는 13종의 핀치새들이 형성됐다고 합니다.
갈라파고스 핀치새는 크기, 깃털, 부리 모양, 행태가 아주 다르기 때문에 쉽게 구분할 수 있습니다. 특히 다양한 부리 모양은 제각각인 먹이습관을 반영하죠. 찰스 다윈은 "혹자는 한 종에서 시작해 다른 목적들을 위해 바뀌었을 것이라고 분명히 상상할 것"이라고 주장했습니다.
핀치새들은 짝짓기를 할 배우자를 구할 때 노래를 이용한다고 합니다. 수컷 핀치새들은 노래를 불러서 암컷을 유혹하는데요. 갈라파고스 핀치새들은 종마다 노래 실력도 다르다고 합니다. 그래서 핀치새들은 자신의 종에 특화된 노래를 불러 같은 종의 암컷들을 유혹하죠.
그런데 핀치새들이 파리의 유충에 감염되면 노래 실력이 달라진다고 합니다. <Royal Society B>에 게재된 논문에 따르면 핀치새들이 유충에 감염되면 핀치새들의 노래가 하나의 종에 특화되지 않고 다양한 종의 핀치새를 유혹할 수 있다고 합니다.
Philornis downsi
Philornis downsi는 기생 파리입니다. 60년 전 갈라파고스 야생동물 피난처에서 우연히 진입한 것으로 보이는 파리 종인데요. 성체 Philornis downsi는 9종의 핀치새를 포함한 조류의 둥지에 알을 낳습니다. 둥지에 있는 새끼 새가 부화하면 둥지의 유충은 새들의 조직과 피를 먹으면서 성장하죠. Philornis downsi 유충은 새들의 조직과 피를 먹으면서 약 55%의 새끼 새들이 태어나기도 전에 죽게 하고 살아남은 새끼 새의 부리와 콧구멍을 기형으로 만듭니다. 그래서 Philornis downsi는 핀치새들의 생존과 보존에 나쁜 영향을 미칠 수 있으며 멸종의 원인이 될 수 있다고 합니다.
어떻게 실험했는가
호주 플린더스대학교의 연구진은 Philornis downsi가 수컷 핀치새들의 노래에 미치는 영향을 연구했습니다. 3종의 핀치새들을 대상으로 실험을 했는데요. 작은나무핀치새(Camarhynchus parvulus), 중간나무핀치새(C. pauper), 그리고 두 종이 혼합된 잡종 나무핀치새(Camarhynchus hybrid) 등이었습니다. 연구진은 Philornis downsi의 유충에 감염된 핀치새들에게 어떤 변화가 생겼는지 관찰했습니다.
중간나무핀치새들의 노래는 금속성의 종소리와 같은 높은 주파수를 가졌다고 합니다. 반면 작은나무핀치새들은 그보다 낮은 주파수의 노래를 부르죠. 연구 결과 감염된 중간나무핀치새들과 작은나무핀치새들은 똑같이 낮은 주파수의 목소리와 커다란 콧구멍 크기를 이용해 노래를 불렀다고 합니다.
하지만 잡종 핀치새들이 부른 노래는 두 종의 핀치새들과 다른 주파수였습니다. 기생충 감염률에서도 차이를 보였는데요. 잡종 핀치새들은 두 핀치새들에 비해 둥지의 기생충 감염률이 적었으며 부리의 변형도 적었다고 합니다.
기존의 중간나무핀치새들은 종 특유의 노래를 불러 같은 종의 암컷들을 유혹한다고 합니다. 하지만 Philornis downsi 유충에 감염된 중간나무핀치새들은 콧구멍 크기가 커져 다른 핀치새들과 구별할 수 없는 노래를 불렀습니다. 연구진은 Philornis downsi 유충이 핀치새, 그 중에서 중간나무핀치새들의 콧구멍을 크게 만들어 기존 종의 짝짓기 신호를 방해하는 방식으로 핀치새들이 다른 종의 핀치새들과 짝짓기할 수 있게 한다는 결론을 내렸습니다.
종 간의 노래가 구분이 가지 않으면 핀치새들은 혼동을 느끼고 잡종 핀치새가 증가할 수 있다고 합니다. 기존의 핀치새들은 갈라파고스의 격리된 섬들 때문에 종 분화 현상을 겪었는데요. 거꾸로 격리된 두 종의 핀치새들이 기생충으로 인해 짝짓기를 하고 하나의 종으로 합쳐지는 '역분화 현상'이 일어날 수도 있다고 합니다. 연구진은 "잡종 핀치새들로 살아가는 것이 더 유리하다고 판단해 역분화가 이뤄질 수 있으며 이로 인해 중간나무핀치새들이 사라질 수 있다"고 말했습니다.
##참고자료##
- Kleindorfer, Sonia, et al. "Introduced parasite changes host phenotype, mating signal and hybridization risk: Philornis downsi effects on Darwin's finch song." Proceedings of the Royal Society B 286.1904 (2019): 20190461.
- 강신성 <생명과학>
- 제임스 르 파누 <과학 인간의 신비를 재발견하다>
- Koop, Jennifer AH, et al. "An introduced parasitic fly may lead to local extinction of Darwin's finch populations." Journal of Applied Ecology 53.2 (2016): 511-518.
