개미를 키운 지 꽤 됐는데, 이 작은 군체가 얼마나 흥미로운지 매번 놀라곤 합니다. 가장 좋은 점은 자연스러운 행동을 가까이에서 볼 수 있다는 거예요. 여왕개미, 일개미, 그리고 완전한 미니 생태계 안에서의 역할 분담까지요. 솔직히 몇 가지 기본만 잘 지키면 시작하는 건 생각보다 훨씬 쉽습니다.
필요한 건 간단합니다. 포미카리움(개미집), 당분과 단백질을 모두 갖춘 먹이, 꾸준한 수분 공급원, 그리고 알맞은 온도와 습도예요. 초보자에게는 곰개미류인 검은정원개미(Lasius niger), 씨앗을 먹는 Messor barbarus, 또는 좀 더 큰 Camponotus nicobarensis처럼 튼튼하고 키우기 쉬운 종을 추천합니다.
제가 (그리고 다른 사람들이) 저지른 가장 큰 실수는 이렇습니다. 먹이를 너무 많이 줘서 곰팡이가 피는 것, 사육 환경의 습도가 너무 낮은 것, 그리고 군체를 너무 자주 건드리는 것. 개미는 조용한 걸 좋아해요. 하루에 잠깐만 관찰하고, 개미집은 최대한 가만히 두세요. 직사광선이 드는 곳이나 진동이 있는 곳에도 두지 마세요.
제 팁은 매일 잠깐씩 들여다보고, 사냥터는 핀셋으로 깨끗하게 유지하고, 응애와 곰팡이를 막기 위해 좋은 먹이만 쓰는 겁니다. 온도와 행동을 기록해 두면 자기 군체를 정말로 알게 됩니다.
이건 취미 이상이에요. 자연을 들여다보는 창입니다. 여왕개미 한 마리가 수천 마리의 일개미로 불어날 수 있고, 그 과정을 지켜보는 건 정말 배울 게 많고 마음이 편안해지는 일이에요.
포미카리움을 만들 때 우리는 대개 방, 통로, 습도를 떠올립니다. 동물들이 질병을 막는 방패로 둥지 구조를 적극적으로 활용한다는 사실은 저도 몰랐습니다. 영국 브리스틀 대학교의 연구가 바로 그것을 보여줍니다.
Luke Leckie가 이끄는 연구팀은 각각 일개미 180마리로 이루어진 두 개의 군집을 흙으로 채운 용기에서 굴을 파게 했습니다. 24시간 뒤 두 군집에 개미 20마리씩을 추가했습니다. 그중 한 집단의 추가 개미들은 감염성 곰팡이 포자를 지니고 있어 전염의 위험이 되었습니다. 그 뒤 개미들은 6일 동안 계속 굴을 팠고, 정기적인 마이크로 CT 촬영으로 지하 구조를 들여다보았습니다.
위협받은 군집은 대조군보다 더 빠르고 더 집중적으로 땅을 팠습니다. 둥지는 더 복잡해졌고 덜 직접적으로 연결되었으며, 입구들은 서로 더 멀리 떨어졌습니다. 식량 저장실과 육아실은 더 격리되었고 다른 방과의 연결도 줄었습니다. 연구자들은 개미들이 접촉을 줄여 민감한 새끼를 보호하는 것이라고 봅니다.
둥지의 3D 모델로 한 시뮬레이션은 이런 구조가 실제로 감염 위험을 낮춘다는 것을 확인했습니다. 감염된 개미가 원래도 무리에서 스스로 떨어져 나간다는 점을 고려하면 그 효과는 더 컸습니다.
Leckie에 따르면 사람이 아닌 동물이 질병 전파를 줄이기 위해 환경을 바꾼다는 것은 새로운 발견입니다. 연구팀은 이것이 도시 계획이나 사회적 공간 설계에도 영감을 줄 수 있다고 봅니다. 저에게는 무엇보다, 우리가 포미카리움에서 조금만 볼 수 있는 둥지 안에 얼마나 많은 행동이 숨어 있는지를 보여준다는 점이 인상 깊습니다. 이 연구는 2025년 Science에 실렸습니다.
여왕 하나와 일개미 몇 마리에서 수백 마리로 자란 군집을 지켜본 적이 있다면, 일개미 한 마리가 군집에 얼마나 비용이 드는지 궁금했을 것이다. Science Advances의 한 연구는 그 비용의 한 부분, 즉 몸을 감싸는 보호층인 외골격(큐티클)에 수치를 매겼다.
Okinawa Institute of Science and Technology에서 연구를 시작한 케임브리지 대학교 박사과정생 Arthur Matte와 현재 메릴랜드 대학교에 있는 Evan Economo는 3D X선 스캔 데이터를 이용해 500종이 넘는 개미의 큐티클과 몸 부피를 측정했다. 데이터셋의 군집 크기는 수십 마리에서 수백만 마리까지 이른다.
큐티클은 질소와 미네랄이 필요하기 때문에 영양학적으로 비싸다. 종에 따라 큐티클 투자는 몸 부피의 약 6%에서 35%까지 차이가 났다. 큐티클에 덜 투자하는 종일수록 군집이 큰 경향이 있었고, 낮은 투자는 진화적 성공의 대략적 척도인 다양화율과도 연결되어 있었다.
저자들의 해석은 이렇다. 집단 방어, 질병 관리, 먹이 활동, 노동 분업이 개체의 무거운 갑옷에 대한 필요를 줄였고, 그 결과 얇은 큐티클이 더 큰 군집을 가능하게 하는 되먹임 고리가 생겼을 수 있다. 또한 질소 요구량이 낮아 영양이 부족한 서식지에 정착하는 데 도움이 되었을 수도 있다고 제안한다. 다만 이것이 왜 종 분화로 이어졌는지는 아직 알려지지 않았다.
이 연구가 저렴하고 대체 가능한 일개미를 군집의 강점으로 보는 틀이 마음에 든다. 흰개미도 비슷한 길을 걸었을 수 있지만, 저자들은 이것이 아직 검증되지 않았다고 지적한다.
붐비는 군집에서 질병은 실제 위험이고, 개미에게는 이를 다루는 방법이 한 가지 이상 있다. Nature Communications에 실린 연구는 내가 본 것 중 가장 기묘한 사례 가운데 하나를 설명한다. 병든 번데기가 스스로 죽음을 알리는 신호를 보내는 것이다.
이 연구는 작은 검은 정원개미 Lasius neglectus를 다루며, 오스트리아 과학기술대학(IST Austria)에서 수행되었다. 보도에서 제1저자로 Erika Dawson이 언급되고, 논문 목록에는 Sylvia Cremer가 올라 있다. 논문 제목은 Altruistic disease signalling in ant colonies(개미 군집의 이타적 질병 신호)다.
병든 일개미 번데기는 성체 일개미가 그것을 파괴하도록 유도하는 화학물질을 내보낸다. 일개미는 고치를 벗겨 내고 번데기에 구멍을 낸 뒤 독을 주입한다. 이 독은 소독제처럼 작용해 병원균과 번데기를 함께 죽인다. 실험에서 연구팀은 병든 번데기의 냄새를 추출해 건강한 새끼들에게 발랐는데, 일개미는 여전히 건강한 번데기를 파괴했다. 추가 실험에서는 병든 번데기가 일개미가 근처에 있을 때만 냄새를 낸다는 것도 드러났다.
감염된 여왕 번데기는 이 신호를 보내지 않았다. 연구자들은 여왕이 더 강한 면역 체계를 가져서 감염을 이겨 낼 수 있기 때문일 것으로 본다.
음울한 전략이지만, 중요한 단위가 개체가 아니라 군집이라고 보면 말이 된다. 나는 이것이 개미 둥지에서 새끼를 돌보는 일이 단순히 유충을 먹이고 따뜻하게 해 주는 것보다 왜 더 복잡한지를 보여 주는 좋은 예라고 생각했다.
개미를 키워 본 사람이라면 익숙한 기본 패턴이 있습니다. 여왕개미 한 마리, 많은 일개미, 그리고 분봉 시기에 나타나는 수개미 몇 마리입니다. 그래서 일본에서 들려온 소식이 더 놀라웠습니다. 이 패턴을 완전히 뒤엎는 종이 있다고 합니다.
주인공은 Temnothorax kinomurai입니다. 이 희귀한 종에서는 여왕개미만 자랍니다. 수개미도, 일개미도 없습니다. 어린 여왕개미는 가까운 종인 Temnothorax makora의 둥지에 침입해 그곳의 여왕과 일부 일개미를 침으로 죽이고, 살아남은 일개미들에게 자기 새끼를 키우게 합니다.
이 종이 기생 생활을 한다는 것은 이미 알려져 있었습니다. 불분명했던 것은 그 새끼가 정말 여왕개미뿐인지였습니다. 간사이 연구센터의 하마구치 케이코와 연구팀은 알과 애벌레가 든 개미 집단 여섯 곳을 채집해 실험실에서 길렀습니다. 새끼들이 모두 자란 뒤 계급과 성별을 판별했고, 결과는 분명했습니다. 여왕개미만 태어났습니다.
이것이 가능한 이유는 단성생식, 즉 처녀생식입니다. 여왕개미는 수정되지 않은 알에서 발생합니다. 수컷이 필요 없는 것입니다. 연구진에 따르면 일개미가 전혀 없는 기생 생활과 처녀생식을 함께 하는 조합은 개미에게서 지금까지 유일한 사례입니다. 다른 기생종은 일개미가 없거나 수컷이 없는 경우는 있어도, 둘 다 없는 경우는 없었습니다.
책임 저자인 레겐스부르크 대학교의 위르겐 하인체는 이 전략을 예상 밖이지만 진화적으로는 합리적이라고 평가합니다. 이 종은 모든 자원을 새로운 젊은 여왕개미에게 쏟는 것입니다. 이런 발견은 '전형적인' 개미 집단이라는 이미지를 상대화합니다. 우리 취미도 바로 그 이미지 위에 서 있으니까요. 연구는 2026년 Current Biology에 실렸습니다.
개미 소식을 읽고 제목을 두 번 다시 읽게 되는 일은 드문데, 이번 소식이 그랬다. 한 종의 여왕이 전혀 다른 종의 수컷을 낳을 수 있다는 내용이다. 몽펠리에대학교의 Jonathan Romiguier가 이끄는 연구팀이 Nature에 발표했다.
주인공은 남부 유럽에 사는 수확개미 Messor ibericus다. 연구자들은 50개가 넘는 둥지를 파헤쳐 26개 콜로니에서 132마리의 수컷을 찾아냈다. 일부는 M. ibericus처럼 털이 많았고, 일부는 Messor structor처럼 털이 없었다. 유전자 검사 결과 이 수컷들은 모두 같은 어미, 즉 M. ibericus 여왕의 자식이었다.
메커니즘이 놀랍다. 여왕은 정자낭에 M. structor의 정자를 보관했다가, 그 종의 수컷을 복제하는 데 쓴다. 난자에서 자기 유전물질을 제거해 정자의 DNA만 발현되도록 하는 것이다. 연구자들은 이를 '크세노파러티(xenoparity)'라고 부른다. 복제된 수컷은 여기에 더해 어미의 미토콘드리아 DNA도 물려받는다.
왜 이런 일이 생길까? 일개미는 두 종의 유전자가 결합해야만 태어나기 때문이다. 여왕이 자기 종의 수컷하고만 짝짓기를 한다면, 그 딸들은 일을 해 줄 일개미 없이 여왕만 태어나는 셈이 된다. Romiguier에 따르면 두 종은 이제 따로 살 수 없으며, 둘은 500만 년도 더 전에 갈라졌다.
이 전략 덕분에 콜로니는 M. structor가 살지 않는 시칠리아 같은 지역으로도 퍼져 나갈 수 있다. 하지만 유전자 재조합이 없으면 복제된 수컷에 해로운 돌연변이가 쌓이고, 장기적으로는 이 체계 전체가 무너질 수 있다. 여왕과 콜로니의 생물학이 입문서가 말하는 것보다 훨씬 특이하다는 점을 상기시켜 주는 좋은 사례라고 생각한다.
개미는 둥지 안에서는 협력하고 이웃과는 싸운다고 생각하기 쉽다. 새 연구는 세 번째 가능성을 보여 준다. 종 간 청소 행동인데, 지금까지는 바다의 청소놀래기 같은 물고기에서만 알려져 있었다. 육상에서 이런 현상이 관찰된 것은 처음이다.
미국 국립자연사박물관의 곤충학자 Mark Moffett는 애리조나 사막의 연구 기지에서 일하고 있었다. 그는 큰 수확개미 Pogonomyrmex barbatus가 작은 Dorymyrmex 개미의 둥지에 다가가 특별한 자세를 취하고, 작은 개미가 열린 턱을 청소하도록 내버려 두는 모습을 보았다. 결과는 Ecology and Evolution에 실렸다.
수치도 인상적이다. 카메라는 며칠 동안 90회가 넘는 청소 장면을 기록했다. 각 장면은 15초에서 5분까지 이어졌고, 수확개미 한 마리에 작은 개미가 한 마리에서 다섯 마리까지 달라붙었다. 대조 실험에서는 죽어서 얼린 수확개미를 내놓았다. 개미들은 살펴보기만 했을 뿐 청소하지 않았다. 따라서 죽은 개체를 먹는 것이라는 설명은 배제할 수 있다.
양쪽이 무엇을 얻는지는 아직 분명하지 않다. 작은 개미가 수확개미에게서 영양이 풍부한 지질을 핥아먹는 것일 수도 있고, 일부 Dorymyrmex가 곰팡이를 억제하는 물질을 분비하므로 수확개미가 항균 보호를 받는 것일 수도 있다. 작은 개미가 공격적인 이웃에게 진정 페로몬을 전달해 가까이 안전하게 살 수 있게 한다는 가설도 있다.
개미를 키우는 사람에게는 이 곤충들의 일상에 대해 우리가 얼마나 모르는지 되새기게 하는 좋은 계기다. 개인적으로는 결론이 단순한 관찰과 세심한 대조 실험에서 나왔다는 점이 가장 마음에 들었다.
개미 이야기 하나가 특히 오래 남았다. 2013년 폴란드 과학아카데미 연구진이 폴란드 테믈레보에 있던 옛 소련의 핵무기 저장고에 들어갔다. 연구진은 박쥐 조사가 목적이었는데, 뜻밖에 개미 군집을 발견했다.
그곳에는 숲개미(Formica polyctena) 일개미 약 100만 마리가 살고 있었고, 주변에는 수백만 구의 사체가 쌓여 있었다. 여왕도, 수컷도, 알도, 애벌레도 없었다. 벙커 위에 지어진 둥지는 수직 환기구 위에 놓여 있었는데, 녹슬고 낡아 함정 문처럼 변해 있었다. 일개미들은 거기로 떨어졌지만 다시 올라오지 못했다.
내부 온도는 10도를 넘지 않았고, 바깥에서 들어오는 먹이도 없었다. 사체의 몸통에 남은 턱 자국으로 보아 일개미들은 죽은 동족을 먹으며 버텼고, 매년 떨어져 들어온 새 일개미들이 개체 수를 유지했다.
2016년 연구진은 나무 다리를 설치했다. 몇 달 만에 함정에 갇혔던 개미들 거의 전부가 다시 올라와 원래 군집에 합류했고, 공격성은 전혀 없었다.
개미를 키우는 사람에게는 흥미로운 교훈이다. 여왕이 없어도 바깥에서 꾸준히 보급을 받으면 군집은 몇 년이고 버틸 수 있다. 어둡지만 아주 많은 것을 알려 주는 사례라고 생각했다.
개미는 자주 놀라움을 주지만, 이번 소식은 행동이 아니라 화학에 관한 것이다. 중남미에 사는 잎꾼개미의 친척인 Sericomyrmex amabilis는 이산화탄소의 일부는 환기 구멍을 통해 둥지 밖으로 내보내고, 나머지는 외골격 위의 광물층으로 바꾼다.
비슷한 사례는 이미 있었다. 2020년 위스콘신대학교 매디슨캠퍼스의 Cameron Currie와 동료들은 Acromyrmex echinatior의 생체광물 갑옷을 기록하고, 이것을 Pseudonocardia 속 세균과 연결 지었다. 이번 연구는 Sericomyrmex amabilis에서는 아직 공생 세균이 발견되지 않았다고 보고한다. 이것이 사실로 확인되면, 이 종은 세균의 도움 없이 기체를 광물로 바꾸는 최초의 알려진 동물이 된다.
연구자들은 탄소 안정동위원소 추적, 나노 스케일 2차 이온 질량분석, 탄소-13 고체 NMR을 사용했다. 그 결과 이 층에 돌로마이트가 들어 있음이 드러났다. 돌로마이트는 실험실에서 만들기 어려운 광물이다. 질서정연한 돌로마이트를 합성하려면 보통 수백 도의 온도와 높은 압력이 필요하고, 자연에서는 수천에서 수백만 년에 걸쳐 형성된다.
그런데 개미는 저온에서 부분적으로 질서가 잡힌 돌로마이트를 빠르게 만들어 낸다. 메커니즘은 아직 알려지지 않았다. 이 생체광물화는 두 가지 문제를 한꺼번에 해결한다. 외골격을 단단하게 하고, 둥지에서 남는 CO₂를 제거하는 것이다.
중요한 단서가 하나 있다. 이 연구는 사전 인쇄 서버 bioRxiv에 올라와 아직 동료 심사를 거치지 않았으므로 결과는 예비적이다. 그래서 후속 연구가 더 기다려진다.
개미 사육(미르메코컬처)을 시작하면 가장 먼저 배우는 것이 여왕의 중요성이다. 여왕이 없으면 콜로니에는 미래가 없다. 그래서 일본 연구 한 편이 특히 눈길을 끌었다. 기생 여왕 한 마리가 일개미들로 하여금 자기 어미를 제거하게 만든다는 내용이다.
규슈대학교 생물과학연구소의 연구는 기생 종 두 가지, Lasius orientalis와 Lasius umbratus가 남의 콜로니를 장악하는 과정을 처음으로 기록했다. 연구는 Takasuka 등이 수행했고 2025년 Current Biology에 실렸다.
과정은 여러 단계다. 먼저 기생 여왕이 Lasius flavus나 Lasius japonicus 같은 근연종의 콜로니에 들어가 일개미 사이에 숨는다. 그런 다음 주인 여왕에게 다가가 복부 분비액을 뿌린다. 아마 포름산일 것이지만 화학적으로 확인되지는 않았다. 이 분비액은 즉시 죽이지는 않지만 냄새를 바꾼다.
핵심은 여기에 있다. 이런 사회에서는 냄새가 구성원 각자를 식별한다. 일개미들은 더 이상 제 여왕을 알아보지 못하고 여왕을 침입자로 취급해 죽인다. 그 뒤 기생 여왕을 저항 없이 받아들이고 그 자손을 자기 자식처럼 키운다.
이 이야기는 아마추어 박물학자 Taku Shimada가 Lasius orientalis에서 침입과 어미 살해 장면을 촬영하면서 시작됐다. 곤충학자 Keizo Takasuka는 그 영상에서 기회를 보았고, 그와 함께 통제된 실험을 설계해 현상을 확인했다. 논문에 따르면 이 전략은 최소 두 종에서 독립적으로 진화했을 것이므로, 화학 신호를 조작하는 이런 방식은 우리가 생각했던 것보다 흔할지도 모른다.
개미 군집은 냄새로 돌아간다. 동족은 화학적 신호로 서로를 알아보고, 냄새가 어긋난 개체는 침입자로 취급된다. 막스플랑크 화학생태학연구소의 새 연구는 대기오염이 그 냄새를 바꾸면 무슨 일이 벌어지는지 물었다.
Nan-Ji Jiang, Bill Hansson, Markus Knaden이 이끈 연구진은 여섯 개미 종을 20분 동안 100 ppb 농도의 오존에 노출시킨 뒤 원래 군집으로 돌려보냈다. 이 농도는 여름철 오염 지역에서 자주 측정되는 수준이다. 여섯 종 가운데 다섯 종은 오존에 노출된 동족을 공격하거나 위협했다. 예외는 여왕 없이 단위생식으로 번식하는 Ooceraea biroi였는데, 아마 그 때문에 공격성을 보이지 않은 것 같다.
메커니즘은 깔끔하다. 개미는 군집 냄새에 소량의 알켄을 지니고 있고, 오존은 이 분자의 탄소-탄소 이중결합을 끊는다. 냄새 신호의 대부분을 이루는 알케인은 영향을 받지 않았다. 개별 개미를 대상으로 한 기체 크로마토그래피가 알켄의 변화를 확인했다.
장기적인 영향도 있었다. 오존에 오염된 O. biroi 군집에서는 성충이 애벌레에서 더 멀리 떨어져 있었고, 많은 애벌레가 죽었다. 오존이 직접 원인이라는 가능성은 대체로 배제되었으므로, 저자들은 성충과 애벌레 사이의 화학적 소통이 깨졌을 것으로 본다.
내가 이 연구에서 얻는 것은 군집 생활의 보이지 않는 면이 얼마나 쉽게 흐트러질 수 있느냐는 점이다. PNAS에 2026년 발표된 이 논문은 벌 같은 다른 사회성 곤충도 영향을 받을 수 있다고 시사한다. 실내에서 개미를 키우는 사람에게도 둥지 주변의 공기 질을 한 번쯤 돌아보라는 조용한 경고다.
