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침 쏘는 곤충들의 대부, 슈미트 박사가 알려 주는 독침의 비밀!

‘곤충 침 통증 지수’에 관해 들어본 적 있는가? 곤충의 침에 쏘였을 때 아픈 정도를 수치화한 것으로, 만든 사람의 이름을 붙여 ‘슈미트 통증 지수’라고 부르기도 한다. 곤충학자인 저스틴 슈미트 박사는 어릴 때부터 침 쏘는 곤충의 매력에 푹 빠져 있었다. 어린 시절의 호기심은 점점 강한 열정으로 자라났고, 결국 침 쏘는 곤충의 방어 수단 및 행동을 연구하는 곤충학자가 되었다. 슈미트 박사는 연구 과정에서 곤충 침에 수도 없이 쏘였는데, 쏘인 느낌과 아픈 정도를 체계적으로 정리해 ‘곤충 침 통증 지수’를 만들었다.

슈미트 박사가 ‘곤충 침 통증 지수’를 만든 까닭은 단순히 아픈 정도가 궁금했기 때문만은 아니다. 인간과 함께 살아가는 작은 친구들을 좀 더 이해하기 위한 노력의 일환이었다. 녀석들이 왜 쏘는지, 침의 성능을 진화시킴으로써 그들의 생활사가 어떻게 달라졌는지, 지독하게 아픈 침을 쏘는 비결은 무엇인지, 곤충마다 침의 통증 정도가 다른 까닭은 무엇인지……. 모든 동물이 그렇듯 침을 쏘는 곤충 역시 일상적인 생존 위협에 자주 맞닥뜨린다. 그럴 때 녀석들이 대처하는 다양한 해결 방법과 생존 방식은 인간에게도 놀라운 통찰을 보여 준다. 슈미트 박사가 빠져들었던 경이로운 곤충의 세계로 뛰어들어 보자.

곤충은 왜 쏘는가? 지독하게 아픈 침을 쏘는 비결은 무엇인가?
작고 앙칼진 녀석들과 함께한 40여 년 연구와 모험의 결정판!
침 쏘는 곤충들이 활보하는 짜릿하고 경이로운 세계가 펼쳐진다.

곤충을 연구하는 사람이라면 십중팔구 곤충을 사랑할 것이다. 이 책을 쓴 슈미트 박사도 곤충을 사랑한다. 곤충을 향한 그의 열정은 개구쟁이 어린 시절부터 칠순의 노학자가 된 지금까지 변함없이 뜨겁다. 심지어 그 열정은 일관되게 침 쏘는 곤충을 향해 있다. 사람들 대부분이 침 쏘는 곤충을 만나면 쏘일 것을 두려워하고 피하기 마련인데, 슈미트 박사는 그 모든 순간을 기회로 여기고 곤충 곁에 더욱 가까이 다가간다. 이 같은 열정 탓에 그는 수많은 곤충 침에 수도 없이 쏘였는데, 그저 고통을 견디는 데 그치지 않고, 침에 쏘인 느낌과 아픈 정도를 체계적으로 정리해 ‘곤충 침 통증 지수’를 만들었다. 그리하여 2015년에는 이그노벨상까지 받으면서 명실공히 자타가 인정하는 ‘침 쏘는 곤충들의 대부’가 되었다.

마이클 스미스와 공동으로 이그노벨상을 받은 뒤로, ‘슈미트는 침 쏘는 곤충이라면 무엇에나 직접 쏘여 보는 것을 좋아하는 사람’이라는, 학계에서 떠돌던 현대판 전설이 대중에게까지 널리 알려졌다. 그러나 세간의 관심은 슈미트가 정리한 통증 지수 표에서 가장 높은 등급을 받은 곤충, 그러니까 가장 고통스러운 침을 쏘는 곤충이 무엇인가에 쏠렸을 뿐, 그가 왜 통증 지수를 만들었는지, 통증 지수를 통해 우리가 무엇을 알 수 있는지 등에 관해서는 대부분 크게 관심을 보이지 않았다.

슈미트 박사가 ‘곤충 침 통증 지수’를 만든 까닭은 단순히 아픈 정도가 궁금했기 때문만은 아니다. 어떤 곤충의 침은 까무러칠 듯 고통스럽지만, 고통이라는 말을 가져다 붙이기가 민망할 만큼 별 효과가 없는 침을 쏘는 곤충도 있다. 침을 쏘는 행위는 같은데 통증의 강도와 증상은 곤충마다 다르다. 그 까닭이 무엇일까? 강력한 독성을 띠도록 진화한 곤충은 어떤 연유로 그런 무기를 갖추어야만 했을까? 애초에 침이 있었는데 퇴화해 버린 곤충은 어째서 효율적인 방어 전략을 폐기했을까? 독특한 증상을 유발하는 침 독은 어떤 성분으로 이루어졌을까? 곤충의 독은 인체에 어떤 영향을 미칠까? 곤충 침 통증 지수는 이 같은 물음의 답을 찾아가는 하나의 과정이었다.

슈미트 박사는 대학에서 화학을 전공하고 석사 과정까지 밟았는데, 그러고 나니 문득 화학 실험실 일이 도전적이기는 하지만 무언가가 부족하다는 생각이 들었다. 살아 움직이는 자연, 정확히 말해 곤충이 없었던 것이다. 어릴 적에 사랑했던 침 쏘는 곤충들이 여전히 그를 설레게 했기에, 슈미트는 되살아난 추억과 열정으로 무장하고서 곤충 연구의 길을 택했다. 그리고 당연하게도 자신이 가장 잘 아는 과목인 화학과 가장 사랑하는 대상인 침 쏘는 곤충을 결합해 연구를 시작했으며, 이후 지금까지 침 쏘는 곤충의 생리학과 방어 수단 및 행동을 연구하는 외길을 걷고 있다. 이 책은 슈미트 박사가 작고 앙칼진 녀석들과 함께한 40여 년 연구와 모험의 결정판이다.

슈미트 박사는 이 책에 곤충의 독침에 관한 화학적, 생물학적 지식을 풍성하게 담았다. 그렇다고 지식만 전달하는 지루한 책으로 오해하지 마시라. 슈미트 박사는 침에 쏘인 고통을 이야기할 때조차 유머를 잃지 않는다. 책을 읽다 보면 쿡, 쿡, 웃음이 터지는 이유가 여기에 있다. 또한, 사람들이 침 쏘는 곤충을 두려워하고 미워하는 이유를 설명한 뒤에는 그것이 무턱대고 미워할 일이 아니라며 곤충에 대한 인간의 오해를 풀어준다. 그래서 슈미트 박사가 들려주는 곤충 이야기를 듣고 나면 한결 따스한 시선으로 자연을 바라보게 된다. 곤충에 관심 있는 독자라면 단숨에 책 속으로 뛰어들어 보기를, 곤충에 관해 잘 모르는 독자라면 슈미트 박사의 생생하고 짜릿한 모험담부터 즐겨 보기를 권한다. 잘 몰랐던 곤충은 물론이고, 제법 안다고 생각했던 곤충도 다시 보게 될 것이다.

김도윤(《만화로 배우는 곤충의 진화》 저자)
침 쏘는 곤충 83종의 통증 지수를 정리한 슈미트 박사의 책이 드디어 국내에 번역 출간됐다! 저자의 생생한 경험담과 구체적인 비유를 읽노라면, 곤충 침에 직접 쏘이는 위험을 무릅쓰지 않고 남의 고통을 구경하면서 스릴 넘치는 곤충의 세계를 안전하게 간접 체험할 수 있다.

<네이처(Nature)>
슈미트는 호기심 때문에 곤충 침에 쏘이고, 피부가 붓고 불타는 듯한 고통을 겪었지만, 우리는 그 덕분에 생화학적·생리학적 풍미가 끊이지 않는 곤충 이야기를 들을 수 있게 됐다.

<내추럴 히스토리(Natural History)>
슈미트의 지수를 빌려 말하자면, 이 책의 통증 지수는 0이고, 쾌락 지수는 10이다!

<퍼블리셔 위클리(Publishers Weekly)>
곤충 공포증이 있는 사람조차 슈미트의 글에는 빠져들 수밖에 없을 것이다

들어가는 글

1부

1 쏘인다는 것
2 독침
3 최초의 독침
4 고통의 본질
5 침의 과학

2부

6 땀벌과 불개미
7 땅벌과 말벌
8 수확개미
9 타란툴라대모벌과 단독성 말벌
10 총알개미
11 꿀벌과 인류

곤충 침 통증 지수
참고 문헌

곤충의 침은 산란 기능을 제거함과 동시에 여러 가지 독성 요소를 추가하는 쪽으로 진화했다. 그리고 산란관 대신 침 아랫부분에 있는 개구부를 통해 알을 낳게 되면서 침은 오로지 독을 내뿜는 기관으로 자유롭게 기능하게 되었다. 산란과 상관없이 순수하게 침을 쏘는 장치를 갖게 된 곤충들은 숙주를 마비시키는 독뿐 아니라 포식자를 방어하기 위한 독도 개발하기 시작했다. 그리하여 오늘날 많은 원시 개미와 일부 단독성 말벌이 ‘마비’와 ‘통증’이라는 이중 효과를 내는 독을 사용하고 있다. 하지만 꽃가루와 꿀을 먹는 벌은 이런 독을 사용하지 않는다. 꿀벌과 사회성 말벌 등 2만 종이 넘는 채식성 벌은 주로 포식자를 방어하기 위해 독침을 사용한다. 때때로 다른 경쟁자를 물리치기 위해 침을 쏘기도 하는데, 가령 새롭게 등장한 여왕 꿀벌들 사이에서 일어나는 죽음의 결투나 땅벌의 여왕이 다른 군집을 찬탈하는 과정에서 독침을 쏘는 것을 볼 수 있다. - 독침(p.48)

곤충의 침과 독은 서로 만났을 때만 제대로 효과를 발휘한다. 침을 통해 주입되는 독은 액체 상태의 혼합 물질이다. 대부분 약간의 수용성 단백질과 동물의 체내에서 신경 전달 물질로 작용하는 생체 아민, 여러 개의 아미노산이 결합한 펩타이드, 아미노산, 지방산, 설탕, 소금, 그 밖의 여러 가지 물질이 섞여 있다. 이 같은 독성 물질은 모두 피부라는 보호 장벽 아래, 즉 체내에 주입되었을 때만 기능을 발휘한다. 그런데 독성 물질 대다수는 동물의 피부를 통해 흡수되지 않아서 단순히 적의 피부에 뿌리거나 살짝 바르거나 내뿜는 방식으로는 효과를 볼 수 없다. 특히 단백질, 펩타이드, 생체 아민에는 침투성이 없어서 생체의 취약한 조직이나 혈류에 도달하지 못한다. 이런 독을 피부 아래로 전달하는 것이 바로 침의 존재 이유다. - 독침(p.52)

‘곤충 침 통증 지수’가 개발되자, 침 쏘는 곤충의 생애를 깊이 연구하고 침이라는 무기가 녀석들에게 어떤 가능성을 열어 주었는지 예측할 길이 열렸다. 곤충의 생김새와 행동, 생애사를 근거로 침의 통증 지수를 예측하는 것은 물론이고, 통증 지수를 근거로 해당 곤충의 생활 방식을 예측해 볼 수도 있었다. 예를 들어 색깔이 화려한 단독성 말벌과 꿀벌은 좀 더 칙칙한 말벌과 꿀벌보다 더 고통스러운 강펀치를 날릴 것으로 예상할 수 있다. 화려한 색을 띠는 쪽으로 진화했다는 것은 다른 곤충들이 흔히 쓰는 숨바꼭질 전략을 폐기했다는 뜻이기 때문이다. 숨바꼭질 전략은 수많은 곤충이 오랜 세월에 걸쳐 효과를 증명한 방법인데, 그것을 폐기했다면 해당 곤충의 생애사에 그럴 만한 이유가 있을 것이다. - 침의 과학(p.111)

뱀의 독성이 치명적인 것은 널리 알려진 사실이지만, 꿀벌 독이 여러 뱀의 독성을 뛰어넘을 정도로 강하다는 것을 아는 사람은 많지 않을 것이다. 꿀벌은 단지 뱀보다 몸집이 작을 뿐이다. 더 놀라운 점은 수확개미 독이 꿀벌 독의 효능을 초라하게 할 만큼 강력하다는 것이다. 평범한 수확개미의 독은 꿀벌 독보다 6배 더 치명적이고, 애리조나주 윌콕스에 서식하는 마리코파수확개미의 독은 꿀벌 독보다 20배쯤 더 유독하다. 수확개미의 독은 오늘날 곤충 독 가운데 가장 유독한 것으로 알려져 있으며, 심지어 몇몇 오스트레일리아산 뱀과 바다뱀을 제외한 모든 뱀보다 더 유독하다. 만일 수확개미가 바다뱀과 같은 크기였다면, 아마 우리는 녀석들의 독에 관해 훨씬 더 많은 사실을 알고 있을 것이다. - 수확개미(p.232)

타란툴라대모벌에 쏘였는가? 그렇다면 체면 차릴 것 없이 드러눕고 소리 지르기 바란다. 녀석의 침은 심신을 너무나 무력하게 하고 고통스럽게 하는 탓에 자칫하면 길바닥의 움푹 팬 지점
이나 돌출한 물체에 걸려 발을 헛디디거나 선인장 위 또는 철조망 울타리 쪽으로 넘어져 더 크게 다칠 위험이 있다. 그 고통을 느끼는 와중에 통상적인 조정 능력을 유지하고 인지적으로 신체를 통제해 돌발적인 부상을 방지할 수 있는 사람은 거의 없다. 소리를 지르면 심리적으로 만족을 느끼고, 침에 쏘인 통증에 집중된 신경을 분산하는 데 도움이 되므로 조금이나마 고통을 덜 수 있다. - 타란툴라대모벌과 단독성 말벌(p.243)

그 당시에 내가 매미나나니를 연구하고 있다고 말하면 사람들은 모두 굉장한 두려움과 걱정을 표하고는 녀석들 침이 얼마나 아픈지 물었다. “저는 한 번도 쏘인 적이 없습니다만, 그다지 아플 것 같지 않아요.” 나는 늘 이렇게 대답했는데, 왠지 질문자에게도 나에게도 만족스럽지가 않았다. 나는 곤충 침 전문가였다. 전문가가 그런 불만족스러운 답을 내놓다니, 그래서는 안 될 것 같았다. (……) 학계에 떠도는 현대판 전설에 의하면 ‘슈미트는 침 쏘는 곤충이라면 무엇에나 직접 쏘여 보는 것을 좋아하는 사람’이니까. 그렇다, 나는 전설에 부응하기 위해서라도 매미나나니 침의 통증 수준에 관한 데이터를 확보할 필요가 있었다. 그런데 어떻게? 나는 전투가 한창일 때에도 쏘인 적이 없었는데 말이다. 그리고 솔직히 말하면 일부러 쏘이고 싶지는 않았다. 그렇다면 무엇을 해야 할까? 어느 날 기회가 찾아왔다. 서부매미나나니(western cicada killer) 한 마리가 마침 꽃에서 꿀을 빨고 있었고, 나에게는 포충망이 없었다. 나는 맨손으로 녀석을 잡았다. ‘쾅’ 아니, ‘찰싹’이라고 해야 할까? 어쨌든 나는 말벌에 쏘였다. 총알이나 횃불이 떠오르는 느낌은 아니었다. 그보다는 압정에 손바닥을 찔린 것 같았다. 타는 느낌은 전혀 없었고, 날카롭고 즉각적인 통증이 약 5분간 이어졌을 뿐이다. 부어오르지도 않았고, 20분 안에 통증이 완전히 사라졌다. 통증 지수를 매기자면 1.5 수준으로, 꿀벌 침보다 훨씬 낮았다. 커다란 덩치에 어마어마한 침을 가진 말벌치고는 통증 수준이 형편없었다. - 타란툴라대모벌과 단독성 말벌(p.269)

지독한 침의 명성에 비추어 생각하면 총알개미가 다른 곤충이나 동물을 주로 잡아먹을 것 같지만, 사실 녀석들은 대체로 채식주의자다. 총알개미는 달콤한 수액과 과즙, 그 밖에 잘 알려지지 않은 물질을 임관에서 찾아 먹는다. 하지만 안타깝게도 이런 물질에는 유충이 성장하는 데 필요한 단백질이 없다. 총알개미는 부족한 단백질을 충당하기 위해 포식자 행세를 한다. 녀석들은 다양한 곤충, 거미, 그 밖의 무척추동물을 사냥한다. 심지어 단단하고, 가시가 있고, 물어뜯기까지 하는 잎꾼개미도 잡는다. 먹이 정찰병들은 대개 크기가 15~22mm 정도로, 일개미 중에서도 큰 편에 속한 개체들인데, 먹잇감을 고르는 기준이 까다롭다. 화학적 분비물로 보호받는 다수의 애벌레나 독화살개구리처럼 유독한 동물은 피하고, 개구리 중에서도 해롭지 않은 것만 골라서 사냥하는 똑똑한 녀석들이다. - 총알개미(p.317)