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개미는 개미과(표준어: 개밋과)에 속하는 곤충의 총칭으로, 말벌, 벌과 더불어 벌목에 속한다. 개미는 1억1천만 여년에서 1억3천만여년 전 백악기 중반에 말벌과 비슷한 조상에서 진화하여, 속씨식물이 등장한 이후 분화하였다. 오늘날 개미는 12,000~14,000 여종으로 추산된다.[1][2] 개미는 구부러진 더듬이나 가는 허리의 마디 모양으로 쉽게 구별할 수 있다.
[편집] 분류와 진화
개미과는 벌목에 속하며, 벌목으로는 잎벌(sawfly), 꿀벌, 장수말벌(wasp) 등이 있다. 개미는 말벌상과 계통에서 진화하였다. 계통 연구(phylogenetic analysis)를 해보면 개미는 1억1천만에서 1억3천만 여년 전의 백악기 중반에 출현한 것으로 보인다. 1억 여년 전에 속씨식물이 발달하면서 개미는 분화하여 6천만 여년 전부터 생태계에서 지배권을 차지했다.[9][10][11] 1966년 E.O. 윌슨과 동료들은 백악기에 살던 개미 화석(스페코미르마 프레이이Sphecomyrma freyi)를 발견하였다. 이 화석은 8천만 여년 전에 호박에 묻혀서 보존된 것으로, 말벌과 개미의 특성을 모두 가지고 있다. 스페코미르마는 아마도 지표 포식자로 보이나, 어떤 사람은 렙타닐리나이아과(Leptanillinae)와 마르티알리나이아과(Martialinae)같은 집단을 기초로 원시 개미는 땅밑에 사는 포식성 곤충이었던 것으로 보인다.
백악기에 몇몇 원시 개미는 로라시아 초대륙(북반구)에 넓게 분포하고 있었다. 원시개미는 다른 곤충에 비해 수가 적으며, 곤충 개체수의 약 1%에 불과했다. 개미는 제3기 초의 적응방산(adaptive radiation) 이후 우점종이 되었다. 올리고세와 마이오세에 개미는 화석으로 발견되는 전체 곤충 개체수의 20~40%를 점하게 되었다. 에오세에 살던 개미종 가운데서 10개 속(屬) 중 하나는 현존하고 있다. 오늘날 생존하고 있는 속은 발트 해의 호박 화석(올리고세 초기)에서 발견된 속의 56%를 차지하며, 도미니카 공화국의 호박 화석(분명 마이오세 초기) 의 종 중 92%에 해당한다.[9][12]
흰개미는 개미가 아니며, 흰개미목에 속한다. 흰개미는 사실 바퀴벌레나 사마귀와 더 관련이 깊다. 개미와 흰개미 모두 수렴진화로 진사회성(眞社會性, eusociality)을 띄고 있다. 개미벌(Velvet ant)은 큰 개미처럼 보이지만 사실 날개 없는 암컷 말벌이다.[13][14]
[편집] 분포
지역
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종 개수 [15]
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| 남아메리카 | 2162 |
| 북아메리카 | 580 |
| 유럽 | 180 |
| 아프리카 | 2500 |
| 아시아 | 2080 |
| 멜라네시아 | 275 |
| 오스트레일리아 | 985 |
| 폴리네시아 | 42 |
개미는 남극 외에 모든 대륙에서 찾아볼 수 있으며, 그린란드, 아이슬란드, 폴리네시아 제도나 하와이 제도의 일부 지역에는 토착 개미종이 적다.[16][17] 개미는 광범위한 생태적 지위를 점하고 있으며, 직간접적으로 초식, 포식 혹은 시체 처리를 하며 다양한 먹이 자원를 취할 수 있다. 개미종 대부분은 잡식성이나 그렇지 않은 종도 약간 있다. 개미의 생태 지배는 생물 총량(biomass)를 통해 측정할 수 있을텐데, 여러 환경에서 개미는 지표의 모든 동물 총량의 15~20%(열대 지역에는 평균 약 25%)를 차지하며, 이는 척추동물의 비중을 뛰어넘는 것이다.[4]
개미의 크기는 0.75mm에서 52mm에 이르기까지 다양하다.[18][19] 개미의 색깔도 가지각색인데, 대부분 붉은색, 검정색이며 녹색은 이보다 적다. 일부 열대종은 금속처럼 광이 난다. 12,000종 이상의 개미종이 현재 알려져 있으며,(14,000종 이상으로 잡기도 한다) 열대 지역에서 종류가 가장 다양하다.
[편집] 성장과 번식
개미는 알에서 자라난다. 난자가 수정하면 암컷(2배체)이나 수컷(반수체)이 된다. 개미는 유충에서 번데기를 거쳐 성충이 되는 완전 변태(complete metamorphosis)를 통해 자란다. 애벌레는 거의 움직이지 않으며, 일개미가 먹이고 돌보아 준다. 애벌레에게는 일개미가 배속에 저장하고 있는 먹이의 액체를 토해내서(trophallaxis) 먹여준다. 이것은 개미 성충끼리도 '사회적 위'에 저장된 먹이를 서로 나누어줄 수 있는 방법이다. 애벌레는 Trophic egg나 척후 개미가 주어온 먹이감 조각과 씨앗같은 고체 먹이를 먹기도 하며, 어떤 종은 잡아온 먹이를 바로 갖다주기도 한다. 유충은 몇 번 허물을 벗으며 자라 번데기가 된다. 번데기에는 부속물이 없으며 나비 번데기처럼 몸에 붙어있지 않다.[23] 애벌레가 섭취하는 영양분에 따라 여왕개미와 일개미(모두 암컷이다) 그리고 계급 구분이 결정된다. 애벌레와 번데기는 제대로 성장하려면 적절한 주변 온도를 유지해야 하는데, 그래서 종종 군체 안의 여러 부화실로 위치를 옮긴다.[24]
새 일개미는 성충이 되어 첫 며칠동안 여왕개미와 어린 개미를 돌본다. 그 다음에 땅을 파거나 여러 개미집의 일을 하며, 나중에는 개미집을 지키거나 먹이를 찾아 나서게 된다. 이런 변화는 때론 매우 급작스럽게 이루어지기도 하며, 임시 계급이라 불리기도 한다. 이 과정에 대한 어떤 설명에 따르면, 먹이를 찾는 일은 매우 위험하기 때문에 나이가 들어 곧 자연사할 개미에게만 이런 일을 맡긴다고 한다.[25][26]
개미종 대부분은 여왕개미와 번식을 할 암컷개미만 임성(姙性)이 있다. 통념과 달리 어떤 개미집에는 여왕개미가 여러 마리가 있으며, 여왕개미 없이 사는 개미도 있다.
개미종에 따라 다양한 번식 전략이 있다. 암컷나기 단위생식(thelytokous parthenogenesis)으로 암컷이 무성 생식을 할 수 있는 종도 많으며[29], 미코케푸루스 스미티이(Mycocepurus smithii)는 모두가 암컷이라고 한다.[30]
개미 군체는 오래 유지된다. 여왕개미는 30년 이상 살 수도 있으며, 일개미는 1~3년 정도 산다. 그러나 수컷은 수명이 몇 주에 불과하다.[31] 여왕개미는 작은 크기의 혼자 사는 동물보다 100배 오래 사는 것으로 추정된다.[32]
열대 지역의 개미는 일년 내내 활동하지만, 추운 지역에는 겨울잠 상태로 겨울을 나기도 한다. 겨울잠의 형태는 다양한데, 어떤 온대종은 휴면상태가 되는 애벌레도 있으며 성충이 활동을 줄인 상태로 겨울을 보내는 종도 있다.[33]
[편집] 행동과 생태
[편집] 의사 소통
개미는 페로몬으로 서로 소통한다.[34] 개미의 화학 신호는 다른 벌목 곤충보다 훨씬 발달하였다. 다른 곤충과 마찬가지로 개미는 길고 가늘며 움직일 수 있는 더듬이로 냄새를 맡는다. 더듬이 한 짝에서 냄새의 강도나 방향에 대한 정보를 전할 수 있다. 개미 대부분이 땅에 살고 있으므로 지표에 페로몬으로 길을 남겨 다른 개미들이 따라올 수 있게끔 한다. 무리지어 정찰하는 종 중에서는 먹이를 찾는 척후 개미는 먹이감에서 개미집 방향으로 흔적을 표시한다. 다른 개미들이 이 흔적을 따라가며, 이들이 먹이를 들고 집에 돌아올 때마다 냄새길을 더욱 보강한다. 그 곳 먹이가 다 없어지면 돌아오는 개미가 표시를 하여, 냄새는 천천히 사라진다. 이런 행동은 개미가 환경 변화에 적응하는데 도움이 된다. 가령 먹이감과 이어진 냄새길이 장애물로 막히면 척후 개미는 길을 벗어나 내로운 통로를 찾는다. 한 개미가 새 길을 찾으면, 개미는 돌아오면서 지름길을 냄새로 표시하는 것이다. 좋은 길로 개미들이 몰리게 되어, 지름길의 냄새는 강해지고 점차 최선의 통로를 찾는다.[35]
[편집] 방어
개미는 물거나 찌르거나 개미산같은 화학 물질을 쏘거나 뿌리는 식으로 공격하거나 방어한다.
포식자에게 방어하는 것과 더불어 개미는 병원균에 자신의 군체를 보호할 필요도 있다. 그래서 어떤 일개미는 군체를 깨끗하게 유지하는데, 이런 활동으로는 시체 처리(necrophory)도 있다.[48] 올레산은 죽은 개미를 알리는 합성 물질로 아타 멕시카나(Atta mexicana)는 이것을 통해 시체 처리를 하게 된다.[49]
개미집은 범람이나 정교한 개미집 건축에 따른 과열 등 물리적 위협에서 보호받아야 한다.[50][51] 빈 나무 속에 사는 카타울라쿠스 무티쿠스(Cataulacus muticus)는 개미집에 물을 부으면 홍수에 반응하며, 물을 밖으로 빼낸다.[52]
[편집] 개미집 건설
수많은 개미들이 복잡한 개미집은 건설한다. 그러나 방랑 생활을 하며 영속적인 개미집을 짓지 않는 종도 있다. 개미는 지하나 나무에 개미집을 건설한다. 개미집은 땅, 돌이나 나무 밑, 나무 안, 빈 줄기, 심지어 도토리 속에도 있다. 건축 자재로는 흙과 식물이 있으며,[28] 개미는 신중하게 개미집 자리를 정한다. 템노토락스 알비펜니스는 죽은 개미가 있는 자리를 피하는데, 이런 곳에는 질병이 있을지도 모르기 때문이다. 이들은 위협 신호를 받으면 재빨리 지은 집을 버린다.[55]
모든 개미가 이런 사회를 이루며 사는 것은 아니다. 오스트레일리아 불도그개미는 개미 중에서 가장 크고 원시적인 종에 속한다. 여타 개미와 마찬가지로 이 종도 진사회성 종이나 다른 종에 비해 사회적 행동이 별로 발달하지 않았다. 각 개체는 먹이를 찾을 때 화학 감지가 아닌 큰 눈으로 제각기 사냥을 한다.[70][71]
[편집] 다른 생물체와 맺는 관계
진디나 여타 매미목 곤충은 수액을 먹으면 단물을 분비한다. 이런 단물의 당분은 고에너지 식량 자원이라 여러 종의 개미들이 이를 모은다
충은 자신을 개미의 애벌레처럼 대해주도록 하는 페로몬을 개미에게 분비한다. 개미가 이런 유충을 개미집으로 데려다주면, 거기서 개미 애벌레를 잡아먹는다.[83]
