기생충은 우리에게 많은 것을 시사해준다

기생충이란 무엇인가? 기생충의 정의, 기생생활의 시작, 기생충과 진화의 역사, 기생충학의 역사 등을 먼저 살펴보도록 하자. 기생충이란 말에 우린 흔히 회충, 촌충, 편충 등과 같은 기생충들을 떠올린다. 맞는 말이다. 하지만 기생충이 사람에게만 있는 게 아니다. 마치 불결한 환경이나 저소득 빈민 지역에서나 존재하는 것으로 오해하고 있기도 하지만, 세계 도처에서 기생충들이 활동하고 있다는 사실이다.

1947년, 걸출한 기생충학자 노먼 스톨은 자신의 논문 <벌레로 가득 찬 세상>에서 전 세계 인체 기생충 감염률을 발표했다. 당시 세계 인구는 약 22억 명이었는데, 기생충 감염자는 22억 명이 훨씬 넘었다. 한 사람이 여러 기생충에 감염된 사례도 많았다. 지금도 연간 15만 명 이상이 구충이나 회충 등의 원인 때문에 사망하고 있다. 인간에 기생하는 기생충만 392종이나 된다고 하니 상상하기 힘들 정도다.

기생은 지구에서 가장 보편적인 생활 방식 중 하나로, 남이 일궈 놓은 양식을 그대로 빼앗아 먹는 행위는 어느 생물, 어느 집단, 어느 사회에서나 공통적으로 나타난 방식이다. 진핵생물이 갖고 있는 중요한 기관이 바로 미토콘드리아다. 미토콘드리아는 진핵생물이 산소를 흡수하여 가공하고 에너지로 변환시키는 역할을 하는 존재이다.

진핵생물은 빠른 속도로 진화하며 다세포 생물, 그리고 다양한 생물군을 탄생시켰다. 식물 역시 지표면을 빠른 속도로 장악해가며 이산화탄소를 산소로 바꾸어 대기를 육상 생물들이 서식하기 적합한 환경으로 바꾸어갔다. 결국 기생충과 숙주의 공존이 없었다면 지금의 지구와 생태계가 형성되는 일도 없었을 것이다.

기생충과 숙주가 뗄 수 없는 관계가 된 것은 최근에도 찾아볼 수 있다. 기생벌과 기생 박테리아의 관계다. 기생벌 안에는 월바키아라는 기생 박테리아가 살고 있다. 이 박테리아가 다른 기생벌로 전파될 수 있는 것은 암컷이 산란하는 과정에서 알을 감염시키는 것뿐이다. 여기서 중요한 점은 이 기생충이 감염된 알을 모두 암컷으로 바꿔치기 한다는 것이다. 또한, 기생벌은 수컷이 없으면 짝짓기 없이 자가수정이 가능하다. 마침내 이는 새로운 종의 탄생을 유도한 것이다.

또 쥐며느리의 체내에 기생하면서 쥐며느리 수컷 새끼를 암컷으로 바꿔서 쥐며느리의 번식에 기여하는 월바키아 박테리아, 이는 단순한 기생의 차원을 넘어 영악한 생존전략인 것이다. 구두충에 감염된 쥐며느리는 그늘지고 습한 장소 대신 밝고 건조한 장소에서 활동하므로 감염자들과 비감염자들이 서로 다른 환경에서 활동하는 공간적 장벽이 형성된다. 결국 감염자는 감염자끼리, 비감염자는 비감염자끼리 짝짓기할 확률이 높아진다.

과거 공룡들이 집중적으로 서식했던 지역에는 많은 대변 화석들이 있다. 이 화석을 자세히 살펴보면 다양한 기생충 알들이 있다. 가장 흔한 것이 바로 회충알이다. 과거 공룡들도 감염을 예방하기 위해 공중화장실을 가졌던 것은 아닐까? 기생충을 피하기 위해 생물들은 다양한 방법을 개발했고, 기생충 또한 이에 대항코자 공격기법을 개발했던 것이다.

기생충은 숙주의 냄새를 바꿔놓기도 하고, 페로몬이나 양분의 냄새에 반응하는 행동 양식을 변화시키기도 한다. 날아다니는 곤충의 날개짓 소리, 즉 주파수를 바꾸기도 하고, 소리에 대한 반응을 변화시키기도 한다. 기생충에 의한 숙주 행동 변화는 엄청 무궁무진하다.

인간의 진화에 있어서도 기생충은 빼놓을 수 없는 존재다. 현생인류는 동부 아프리카에서 15만 년 전에 나타나 1만 5천 년 전 빙하기가 끝날 무렵 아메리카로 건너가 마침내 지구 전체를 뒤덮게 되었다. 이 과정에서 인류는 수많은 기생충들을 아프리카 밖으로 유출시켰고, 또 새로운 기생충들과 조우했던 것이다.

대표적인 기생충 전파의 사례는 바로 16~17 세기 노예무역에 의해 아프리카에서 남아메리카로 퍼져나간 다양한 기생충들이다. 최근에는 기생충의 화석기록을 이용해 고기생충학이라는 학문분야가 생겨나 미이라나 화석화된 과거 사람과 동물들의 대변에서 기생충 충란, 혹은 원충을 찾아내는 일을 하고 있다. 놀라운 것은 기생충의 흔적을 통해 인간이 아프리카에서 다른 대륙으로 어떻게 이동했는지, 과거의 생물들은 어떤 습성을 가지고 살았는지도 알게 되었다.

2억 4천만년 전 초식동물의 공중화장실, 아르헨티나

(영국 BBC 뉴스, 2013년 11월 28일)

그렇다면 이 기생충 알을 먹으면 감염될 수 있을까? 아니다. 기생충은 숙주가 죽으면 더 이상 살지 못한다. 하지만 고기생충학이 가능한 이유는 기생충이 죽어 분해되더라도 기생충의 알은 그 형태를 유지한 채 길게는 몇만 년까지 버틸 수 있기 때문이다. 물론 보존된 것일 뿐, 사람을 통해 다시 부화되지는 못한다.

생명의 탄생 이래 언제 어디서나 기생충은 함께 있어 왔다. 생명과 기생충은 항상 공존했기에 해당 생물의 진화 역사를 추적하기 보다 그 생물에 기생하는 기생충들을 추적하는 것이 더욱 효과적일 수도 있다. 인간과 다른 영장류가 공통조상에서 갈라져 나온 시기를 추적할 때도 이들에 기생하는 머릿니를 사용하는 것이 정확성을 더욱 높여 준다. 이처럼 진화의 고리를 기생충에서 찾는다.

인간의 90퍼센트는 미생물이다

1958년, 33살의 나이에 노벨 생리의학상을 수상한 죠수아 레드버그는 무성생식을 통해 번식과 진화가 이뤄진다고 믿었던 박테리아 세계에서도 상호 유전물질을 나누며 섹스와 같은 일이 일어난다는 사실을 밝혀냈다. 이후 그는 미국 나사와의 공동연구를 통해 지구의 미생물로 우주 공간이 오염될 수 있다는 개념을 내놓기도 했다.

그는 미생물총이란 단어를 처음 만들었다. 인간의 몸에는 약 10조 개의 세포가 있다. 인체의 안팎에 살아가는 미생물을 모두 합하면 100조 개가 넘는다. 따라서, 한 사람을 기준으로 할때 인간의 90퍼센트는 미생물인 셈이다. 미생물총은 '우리 몸과 공간을 공유하고 있는 공생, 기생. 혹은 무해한 미생물들이 구성하고 있는 생태 집단'으로 정의한다.

같은 숲이라도 온대 지역의 소나무 숲과 아마존 열대우림과는 큰 차이를 보인다. 그만큼 우리의 몸 안에서도 다채로운 생태계가 펼쳐져 있다. 미생물총 관련 연구는 비만인 사람의 장내 미생물총이 다른 사람과 큰 차이를 보인다고 발표했다. 동일 유전정보를 지닌 쌍둥이일지라도, 비만인 쪽과 마른 쪽의 미생물 다양성에 매우 큰 차이가 나타난다. 비만일 경우 다양성이 크게 낮았다.

미생물총의 영향은 단순히 신체적 질병에만 국한되지 않는다. 최근에는 우울증, 불안장애, 자폐증과의 연관성도 드러나고 있다. 우울증을 유도한 쥐에게 유익균(프로바이오틱스)을 투여하면 신경전달물질의 분비에 변화가 생겨 우울증이 개선된다는 연구 결과도 있다.

면역계뿐 아니라 진화의 과정에서도 미생물총은 중요한 역할을 했을 것이다. 기생충이 유성생식의 발생을 촉진시킨 것처럼, 미생물군도 진화의 중요한 원동력이 될 수 있다. 최근 산호 개체수의 감소에서 그 근거를 찾을 수 있다. 여러 가지 이유 중 하나가 바로 박테리아 감염이다. 산호는 오랜 시간에 걸쳐 박테리아에 면역력이 있는 유전형질 개체가 나타나야 질병에 대항할 능력이 생긴다.

2002년에서 2003년 사이, 불과 1년 만에 동지중해에선 박테리아 감염에 저항력이 있는 산호군집들이 급격히 증가하기 시작했다. 이는 산호와 공존하고 있는 미생물군이 해로운 박테리아에 저항력을 갖도록 해주었으며, 이 집단이 진화적으로 선택되었다는 가설이 설득력을 얻었다.

생태계의 온전한 복원이란 다양성의 회복을 의미한다. 이때 기생충은 생태적 다양성에 있어서 중요한 위치를 차지한다. 숲 속 연가시와 귀뚜라미의 생태적 의미를 살펴본 일본 논문이 있다. 나라현 토츠강 유역은 1912~1916년 대규모 벌목이후 순환림이 조성되어 주기적으로 벌목이 이루어진다. 연구팀은 연가시가 생태계의 순환과 복원에 미치는 영향을 살펴보았다.

연가시에 관심을 가진 것은 연가시의 숙주조종이란 특성 때문이다. 귀뚜라미 등에서 성장기를 거쳐 성충이 된 연가시는 감염된 곤충이 물에 빠져 자살하기 쉽게 만들기 때문에 뭍과 물 사이의 에너지 전달을 촉진하는 역할인 셈이다. 연가시에 감염된 곤충이 물에 빠져 죽을 확률은 미감염곤충에 비해 20여 배나 높았다. 숲이 벌목된 상태에서 숙주인 귀뚜라미가 이전 개체수를 회복하는데 약 30여 년이 소요되었고, 연가시의 경우는 50년이 걸렸다.

신은 왜 생물을 낳고 기생충도 낳으셨나

모든 생물들은 신에 의해 적절하게 디자인되고 창조되었다고 믿었던 찰스 다윈과 지지자들에게 기생충의 존재는 큰 자극이었다. 현대적 의미의 기생충학이 탄생한 것은 19세기 말엽, 유럽 열강들의 세력 확장이 한창일 때다. 식민지에 관리원을 파견하면서 다양한 기생충에 많은 사람이 죽어갔기 때문이다. 때문에 유럽에선 열대의학이라는 분야가 생겨났다. 주로 열대지방에서 발견되는 기생충 질환을 본격적으로 연구하기 시작했다.

레벤후크가 현미경을 개발하자 이제까지 보지 못했던 새로운 세계에 과학자의 눈을 뜨게 해주었다. 사람의 체내, 그리고 분비물에서 발견되는 다양한 기생충들은 주요 관찰 대상이 되었다. 이때부터 근대적인 의미의 기생충학이 탄생할 수 있었는데, 기생충을 박멸과 퇴치의 대상으로 바라보았다. 2차 세계대전 이후 기생충 박멸 사업들이 실패로 돌아가자 생태계의 조정자 역할에 다시 주목하게 되었다.

조선시대의 사료史料를 보면 기생충은 욕이었다. 상대방을 욕하거나 낮추어 빗대는 말로 많이 사용되었음을 발견할 수 있다. 심지어 역적을 회충에 비유하고 있는 글도 볼 수 있다. 기생충 감염에 관한 최초의 기록은 이집트 테베에서 발견된 기원전 1500년경 에버스 파피루스를 꼽는다.

기생, 생명체의 가장 큰 적이자 동시에 생명 진화의 원동력

기생은 숙주에게 그 삶을 의지하게 된 단순한 퇴화가 아니며, 진화의 긴 역사를 통해 자연의 선택을 받아온 삶의 방식이다. 생명 40억년의 역사에서 기생이 없었다면 지구상의 생명체는 미토콘드리아 이전 단계에서 그대로 머물러 있을 수밖에 없었을 것이다. 기생충은 그저 하찮고 더러운 생명체, 혐오와 박멸의 대상이 아니라 생명과 인류 진화의 파트너로서 필요불가결한 존재이다. 이제 기생과 세상을 바라보는 새로운 눈을 키우자.

체체파리