피라냐의 '최강 이빨' 유지 비결은 통째 교체

조홍섭 2019. 11. 11
조회수 6898 추천수 1
2∼4달마다 턱 한쪽 위·아래 한꺼번에 갈아

p1.jpg » 피라냐의 무기는 강력한 근육과 톱니처럼 날카로운 이에 더해 수시로 이뤄지는 이 교체로 밝혀졌다. 매슈 콜만 외 (2019) ‘진화와 발달’ 제공.

‘식인 물고기’란 별명은 과장이지만, 물고기 포식자인 피라냐는 톱니처럼 날카롭고 강력한 이를 자랑한다. 피라냐는 면도날처럼 날카로운 이를 유지하기 위해 턱의 절반씩 무뎌진 이를 통째로 교체하는 사실이 확인됐다.

매슈 콜만 미국 워싱턴대 생물학자 등 미국 연구자들은 과학저널 ‘진화와 발달’ 최근호에 실린 논문에서 최신 영상기술을 이용해 이런 파라냐의 이 교체와 그 진화적 이유를 해명했다고 밝혔다. 피라냐가 이를 통째로 간다는 사실은 1960년대 이미 알려졌지만, 이가 무더기로 빠져나간 피라냐가 발견되거나 보고된 적은 없다.

연구자들은 마이크로 단층촬영 장치를 이용해 피라냐 머리의 절반에서 위·아래턱의 이가 한꺼번에 교체된다는 사실을 확인했다. 연구에 참여한 아담 서머스 워싱턴대 교수는 “이가 단단하게 서로 맞물려 있어 얼굴 한쪽의 이가 한꺼번에 떨어져 나간다”며 “새 이들은 잇몸을 뚫고 나오기까지 낡은 이를 ‘모자’처럼 쓰고 있어, 피라냐가 끊임없이 무딘 이를 날카로운 새 이로 바꾸지만 이가 없는 때는 거의 없다”고 이 대학 보도자료에서 말했다.

p2.jpg » 붉은배피라냐의 시티 스캔 사진. 이가 무뎌지면 갈 새로운 이가 아래에서 자라고 있다(오른쪽). 워싱턴대·조지워싱턴대 제공.

낡은 이가 떨어져 나가고 새 이가 모습을 드러내기까지는 5일 이내의 시일이 걸린다고 논문은 밝혔다. 일반적으로 피라냐는 65∼130일마다 이를 가는 것으로 알려졌다.

이처럼 피라냐가 이를 통째로 가는 이유는 이를 하나씩 교체하기 힘들 정도로 이들이 단단하게 맞물려 있기 때문이다. 콜만 박사는 “이가 서로 연결된 상태에서 하나가 너무 심하게 닳는다면 조립라인의 부품 하나가 빠진 것 같은 상황이 된다”고 말했다.

p3.jpg » 피라냐 이가 맞물려 있는 모습. 프란시스 아이리시, 모라비안대 제공.

아마존 강 등 남아메리카의 육식어종인 피라냐는 이가 날카로운 데다 무는 힘도 강해, 검정피라냐는 척추동물 가운데 체중당 무는 힘이 가장 센 것으로 밝혀지기도 했다. 그렇다면 피라냐가 이를 통째로 교체하는 이유도 포식 어종의 무기를 늘 최고의 상태로 유지하기 위해서일까.

연구자들이 분자계통학 연구를 한 결과 그렇지 않은 것으로 나타났다. 피라냐와 사촌격으로 가까운 초식성 어종 파쿠도 피라냐와 마찬가지로 이를 교체하는 것으로 밝혀졌다.

p4.jpg » 피라냐의 시티 스캔 사진. 뱃속에 먹이의 골격이 보인다. 워싱턴대 제공.

연구자들은 피라냐의 조상이 파쿠와 비슷한 초식성일 때 질긴 셀룰로스와 실리카(모래) 성분이 든 풀을 뜯어 먹어 이가 마모되는 것을 막기 위해 이 교체가 진화했을 것으로 추정했다. 이후 피라냐는 펭귄이 날기 위해 진화한 날개를 수영하는 데 쓰는 것처럼 수시로 교체하는 이를 날카로운 이를 유지하는 데 쓰게 됐다고 논문은 설명했다.

피라냐는 주로 물고기를 잡아먹지만, 드물게 사람을 공격해 사망사고도 보고돼 있다. 그러나 사람 공격도 발가락이나 발뒤꿈치를 물리는 사고가 대부분이다. 오히려 피라냐는 낚시를 방해하는 물고기로 여겨지며, 식용으로 널리 포획된다.

Nevit Dilmen_London_Zoo_00933.jpg » 길이 50㎝까지 자라는 피라야 피라냐. 흔히 ‘식인 물고기’로 알려져 있지만 일부러 사람을 사냥하는 일은 없고, 오히려 주요 어획 대상이다. 네빗 딜멘, 위키미디어 코먼스 제공.

기사가 인용한 논문 원문 정보:

Kolmann MA, Cohen KE, Bemis KE, Summers AP, Irish FJ, Hernandez LP. Tooth and consequences: Heterodonty and dental replacement in piranhas and pacus (Serrasalmidae). Evolution & Development. 2019;e12306. https://doi.org/10.1111/ede.12306

조홍섭 기자 ecothink@hani.co.kr
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조홍섭 기자
20년 넘게 환경문제를 다뤄온 우리나라의 대표적인 환경전문기자를 역임했으며 웹진 물바람숲의 운영자입니다. 인간과 자연의 공존, 과학기술과 사회 문제 등에 관심이 많습니다. 네이버에 <한반도 자연사>를 연재했고 교육방송(EBS)의 <하나뿐인 지구>를 진행하기도 했습니다.
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