목재 쥐의 식단 연구: 일반화와 전문화의 균형

식물의 화학적 방어는 초식 동물에게 큰 도전을 안겨줍니다.

그렇다면 초식 동물은 어떻게 이러한 방어 물질을 피하면서 충분한 영양을 섭취할 수 있을까요?

일부 초식 동물은 다양한 음식을 소량씩 섭취하는 반면, 다른 동물들은 특정 식물에 집중하는 방식으로 생존 전략을 조정합니다.

이와 관련하여, 최근 연구팀은 나무쥐(Neotoma)라는 모델 초식 동물의 식단 선택을 8년간 조사한 결과를 발표하였습니다.

연구자들은 나무쥐의 배설물 속 식물 DNA를 분석하여, 북미 전역의 나무쥐 개체 사이, 전체 집단 내 및 종 간의 식단 폭을 비교하였습니다.

나무쥐는 일반주의자와 전문화된 식단을 포함해 다양한 식단을 나타냈습니다.

종 수준에서 전문화된 개체들은 좁은 음식 틈새에 고정되어 있었으며, 개체 간의 식단 차이가 거의 없었지만, 일반주의인 집단 내의 개체들은 보다 다양한 식단을 가졌습니다.

이런 개체들조차 비슷한 식물 군집에 집중하여 잠재적으로 독성이 있는 음식을 관리하려는 경향이 있었습니다.

유타주립대학교 생물학자이자 연구의 주저자인 사라 와인스타인은 “대부분의 나무쥐 집단은 일반주의자이지만, 개체 수준에서 이러한 일반주의자들의 식단은 우리가 이전에 생각했던 만큼 폭넓지 않다”고 말했습니다.

“일반주의자를 만능형으로 간주하는 경향이 있지만, 실제로는 특정 음식에서 숙련된 제각각의 유능성이 있다는 것을 보여줍니다.”

연구 결과는 나무쥐의 식단 폭이 전문화 및 일반화에 따른 비용에 의해 결정된다는 것을 보여줍니다.

예를 들어, 일반주의자인 나무쥐들은 덜 독성이 있는 식물이 제공되는 시기에도 해로운 크레오소트를 연중 섭취하는 경향이 있었습니다.

이는 새로운 음식 출처를 도입하는 데 드는 비용이 일관된 식단을 유지하는 것보다 클 수 있음을 시사합니다.

“일반주의자마저도 선택적인 식단을 가지고 있습니다.

이 결과는 좁은 식단과 다양한 식단 모두에 비용이 있다는 것을 반영합니다.”라고 유타대학교 생물학자이자 연구의 공동 저자인 데니스 디어링이 말했습니다.

“이러한 패턴은 포유류의 해독 시스템의 제약을 반영하며, 개체들이 해독 효율성을 극대화하면서 부정적인 결과를 최소화하는 식단을 추구하고 있음을 나타냅니다.”

이번 연구는 식물 변화 및 침입종과 관련된 우리의 이해를 재정립할 수 있다는 점에서 의미가 있습니다.

일반적으로 과학자들은 일반주의자들이 변화에 더 잘 적응하거나 보다 효과적인 침입자가 될 것이라고 가정합니다.

하지만 연구는 일반주의자들조차도 지역적으로 적응된 전문가들로 구성되어 있을 때 이는 진실하지 않을 수 있음을 보여줍니다.

이 연구는 2025년 9월 15일 미국 국가 과학 아카데미 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에서 발표되었습니다.

이번 연구는 국가 과학 재단과 유타대학교의 지원을 받았습니다.

나무쥐는 동물 식단 연구의 모델로서 놀라울 정도로 적합한 존재입니다.

이 초식성 설치류는 미국 전역에 대량으로 서식하며, 동일한 지역 내에서 여러 종이 함께 살고 있습니다.

그들의 서식지는 극도의 화학적 방어를 가진 다양한 식물 옵션을 포함하고 있습니다.

연구자들은 유타 대학교의 데니스 디어링과 포스트닥 연구원 딜런 클루레가 올해 초, 나무쥐가 위험한 음식을 안전하게 소비할 수 있게 해주는 특정 유전자와 효소를 규명했습니다.

와인스타인은 “나무쥐는 정말로 독성이 강한 식물을 먹을 수 있는 능력이 놀랍습니다.”라고 이야기하며, “다른 옵션이 없을 경우 크레오소트 관목, 메스키트, 주니퍼와 같은 괴로운 화합물을 가진 식물을 섭취할 수 있습니다.”라고 덧붙였습니다.

이들의 소형 덩치는 쉽게 잡히고 다룰 수 있게 만들며, 그들은 덫 안에서도 배설하는 것을 주저하지 않습니다.

이 배설물은 식단 선택에 대한 정보를 제공하는 보물입니다.

연구진은 13종, 57개 집단, 500개 이상의 개체로부터 데이터를 수집하여 식단의 폭과 개인 간의 변동성을 광범위한 경관 규모에서 조사했습니다.

연구팀은 이러한 패턴이 모든 규모에 걸쳐 적용되는지 확인하기 위해 한 특정 나무쥐 집단의 식단을 5년에 걸쳐 추적하여 배설물을 분석하였습니다.

나무쥐는 큰 귀 나무쥐(N. macrotis)와 식이 선택에서 식물이 다양한 사막쥐(N. lepida)와 같은 연속체의 식단 다양성을 나타냈습니다.

궁극적으로 이러한 동물 식단에 대한 제약은 우리의 식물망, 종 상호작용 및 변화하는 생태계에서 더 지속 가능한 집단을 이해하는 데 중요한 시사점을 제공합니다.

이미지 출처：attheu