공생

1. 개요

• 상리공생 (相利共生, Mutualism) - 쌍방의 생물이 둘다 이 관계에서 서로 이익을 얻을 경우.
• 편리공생 (片利共生, Commensalism) - 한쪽만 이익을 얻고, 다른 한쪽은 아무 영향 없는 경우.
• 편해공생 (片害共生, Amensalism) - 한쪽만 피해를 입고, 다른 한쪽은 아무 영향 없는 경우.
• 기생 (寄生, Parasitism) - 기생물만 이익을 얻고, 숙주는 피해를 입는 경우.[1]

2. 예시

2.1. 상리공생

• 청소놀래기와 거대 어류: 어류의 각질을 청소놀래기가 제거하여 어류는 불필요한 피부질환을 방지하며, 청소놀래기는 먹이를 얻는다.
• 딱총새우와 망둑어: 딱총새우가 집을 만들면 눈이 좋은 망둑어는 주변을 경계해주고 집을 공유한다.
• 참나무와 도토리거위벌레: 과거에는 해충으로 여겨졌으나, 현재는 적절한 가지치기와 적과를 통한 부실열매를 줄이는 효과를 얻을 수 있다고 여겨진다. 물론, 참나무 입장에서는 그냥 해충이 붙었는데 그게 오히려 득이 된 케이스일 뿐이지 그냥 충해를 입고 있는것이기 때문에 상리공생인지에 대해 의문은 남아있다.
• 동물의 창자 내 서식하는 대장균 등 박테리아: 동물의 대장에서 서식하며 소화되지 않는 영양소를 분해하여 영양분으로 삼는다. 이 과정에서 동물에게 필요한 일부 영양소가 발생한다.[4] 가령 진딧물 장내에 사는 부크네라는 진딧물이 수액을 빨아먹으면 이를 분해해서 필수 아미노산인 트립토판을 생성해 준다. 초식동물의 내장에 사는 셀룰로오스를 분해하는 박테리아도 이런 범주에 든다.[5] 놀랍게도 아직 소화기관이 진화되지 않은 털납작벌레에게도 이런식으로 소화되지 않은 찌꺼기를 대신 소화해서 필수아미노산이나 비타민을 만들어 털납작벌레에게 주는 박테리아가 존재하며, 이들이 소화기관 외에 번식하면 발진티푸스 같은 병원성 세균이 되는것도 동일하다. 이를 볼때 동물의 창자와 공생 박테리아는 함께 진화한것으로 추정된다.
• 인간과 장내 미생물군: 좀 애매한 경우다. 과거에 인간이 영양분이 부족한 시절엔 장내에서 포화지방합성을 돕고 인간이 소화시키지 못하는 다당류를 단당류로 만들어주는 세균들이 공생으로 취급되었으나 영양분이 남아도는 현재는 비만을 일으키고 혈당을 올린다는 이유로 장내 유해 세균취급을 받고있다. 반면 BNR17 같은 다당류를 소화시키지 않고 지방합성을 방해하는 세균은 기생이나 아무리 잘처줘도 편리공생이었으나, 성인병 문제가 대두된 현재는 오히려 공생으로 격상되었다.
• 인간과 모낭충: 사람은 모낭충에 대해 듣기 전에는 자신의 몸에 있는지도 모르지만 모낭충이 피지를 주식으로 삼기 때문에 그나마 덜 번들거린다. 게다가 다른 미생물이나 세균도 막아준다. 그렇지만 모낭충이 과다 번식하면 탈모나 모공 확장의 위험이 있어, 편리공생으로 보거나 심하면 기생으로 분류하기도 한다.
• 인간과 일부 기생충: 원래는 기생으로 분류되었지만, 구충제 1알로 손쉽게 기생충을 구제할 수 있게 되고, 이후 자가면역질환이 대두되면서 공생임을 인정하는 방향으로 연구가 진행중이다. 이게 무슨 소린가 하면, 장시간동안 인간에게 기생해온 대부분의 기생충들은 인간에게 크게 해를 끼치지 않고 영양분만 섭취하는 쪽으로 진화했는데[6], 과거 영양분 섭취가 힘들었던 시절에는 단순히 영양분을 뺏는 쪽이 큰 문제가 되었지만 비만 문제가 대두된 현대에는 오히려 이롭기 때문이다. 마음껏 먹지만 살은 빠진다. 뿐만 아니라 현재 문제 시 되는 자가면역질환 같은 경우 기생충이 몸에 기생하면 자기 몸이 아니라 기생충을 공격하기 때문에 증상이 완화되거나 치료되기도 한다. 따라서 잘 제한된 환경에서 의사의 처방에 따라 일부러 기생충에 감염되는 치료법이 각광받고 있다. # # 다만 반드시 의사의 처방과 제한된 환경에서 실시해야 한다. 살 뺀다고 의사의 처방 없이 일부러 기생충이나 기생충 알을 섭취하는 행위는 해선 안 된다. 거기다 인간 입장에서는 이러한 기생충이 수만 년간 함께 하면서 면역체계가 잘 작동하지만 애완동물 등 가축에게 감염되면 겉 잡을 수 없이 건강이 악화될 수도 있기 때문이다. 이 때문에 치료가 된다면 의사의 처방에 따라 반드시 구충을 해야한다. 이럴 땐 상리 공생이 아니라 인간이 기생충에 포식기생하는(...) 것으로도 볼 수 있다.
• 인간과 가축, 농작물: 인간이 영양 공급과 천적 및 각종 질병의 위협으로부터 안전을 보장해주고 종의 보전을 도와주는 대신 문명 발전에 필요한 각종 자원과 에너지를 공급받는다.
• 말미잘과 소라게: 말미잘이 집게의 소라 껍데기에 붙어 집게의 천적의 접근을 견제해주는 대신, 말미잘 자신보다 몇 배는 우월한 집게의 기동성을 얻게 된다. 다만, 먹이가 많이 없어서 둘 다 위험해질 경우 집게는 말미잘을 잡아먹는다. 또 집게는 아니지만, 복서게는 양 집게발에 말미잘을 쥐고 있는데, 하나를 잃어버리면 찾는 것도 아니고 아예 그 자리에서 반으로 찢어버린다. 다만 이 찢어진 말미잘은 환경과 적절한 영양만 보충된다면 다행히 회복되어 오히려 2개의 개체로 분리된다.
• 말미잘과 흰동가리 등의 일부 어류: 위의 말미잘과 집게의 상리공생 때문에 잘 안 알려져서 그렇지 이들도 엄연한 상리공생이 맞다. 단지 초등학교 과학 시간이나 생물 관련 도서에서는 흰동가리만 좋은 일 많이 하고 말미잘은 이득이 하나도 없다는 식의 편리공생으로 잘못 나와서 그럴 뿐이다. 먼저 흰동가리는 독에 면역력이 있어서 말미잘에게 아무런 피해도 입지 않고 유유히 다닐 수가 있으며, 또한 이동이 거의 없는 말미잘은 흰동가리가 천적이 보이면 말미잘 쪽으로 유인하는데, 이 과정에서 말미잘은 손쉽게 먹이를 잡을 수가 있고 흰동가리가 말미잘에게 먹이를 물어다주는 모습도 관찰되는 것을 보면 중도에 배신때리는 집게에 비하면 이들이야말로 상호간에 진정한 상리공생이라고 할 수가 있는 셈이다.
• 그린란드상어와 요각류 기생충: 약간 특이한 경우인데 그린란드상어는 매우 어두운 심해에 서식하기 때문에 시력이 별 쓸모가 없다. 그래서 기생충이 상어의 눈을 파먹으면서 빛을 발산하는데 이 빛이 상어의 먹이를 불러들인다.
• 인간과 꿀길잡이새: 아프리카 동부의 탄자니아에서 사는 하드자 부족이 보여주는 공생 사례. 기동성이 좋지만 내구력이 약한 꿀길잡이새는 벌집은 잘 찾지만 혼자서는 벌집을 공략하지 못하기 때문에[A] 주변에 인간을 벌집으로 안내해준다. 인간은 불과 연기를 이용해 벌을 내쫓고 꿀을 채취한다. 벌집을 공략한 인간은 벌집의 일부를 꿀길잡이새에게 넘겨주는데, 벌집에 있는 밀랍과 애벌레는 꿀길잡이새의 먹이가 된다. 이 때 벌집과 꿀을 인간이 다 차지해 버리면 훗날 벌집 대신 사자 근처로 안내한다는 속설이 있어, 반드시 채집한 벌집과 꿀의 일부를 꿀길잡이새에게 준다고 한다.
• 납자루류 물고기와 조개: 납자루류 물고기는 살아있는 조개 안에 알을 낳아 알이 부화될 때까지 조개라는 보모를 두는 대신, 조개도 납자루류가 산란을 하러 왔을 때 유생을 내뱉어 납자루의 몸에 유생을 부착한다. 그래서 자신의 기동력이 전무하더라도 납자루의 기동성을 이용하여 멀리 자손을 퍼트릴 수 있다.
• 부전나비과의 나비와 개미: 나비는 개미에게 단물을 주며, 개미는 애벌레를 보호한다. 다만 일부 부전나비종 애벌레는 단물을 주는 대신 개미를 먹어버리기 때문에 일부 종은 기생관계다.
• 진딧물과 개미: 진딧물은 단맛 액체를 제공하는 대신, 개미가 진딧물의 천적인 유생사마귀, 무당벌레 등으로부터 보호해 준다. 일부 학습만화에서는 개미가 나쁜 무당벌레로부터 힘없는 진딧물을 지켜주는 것처럼 미화하기도 하지만, 정작 진딧물은 농작물을 해치는 해충이고, 진딧물을 잡아먹는 무당벌레는 익충이다.
  
• 기생벌과 폴리드나 바이러스: 폴리다나 바이러스는 평소에는 기생벌 몸 내부에서 양분을 공급받으며 살고 있지만 기생벌이 알을 숙주 애벌레에게 낳아 기생할때 함께 넘어가 애벌레의 면역체계를 교란시켜서 기생벌의 알을 공격하지 못하도록 한다. 결국 기생벌의 애벌레가 숙주 애벌레를 먹어치우고 성체로 자라면서 다시 기생벌의 몸속으로 들어가고 이러한 생활상을 반복한다.
• 콩과 식물과 뿌리혹박테리아: 콩은 박테리아에게 양분과 산소를 제공하며, 박테리아는 대기중의 질소를 고정시켜 콩에게 제공해준다. 그 덕분에 콩을 심은 경작지는 기름지게 된다.[8]
• 심해의 관벌레와 황세균(황 박테리아): 관벌레는 자신의 헤모글로빈을 이용해 심해 열수구에서 나오는 황 물질과 이산화탄소 등을 포집하여 황박테리아에게 전달하고 황박테리아는 이를 합성해 당분을 만들어 관벌레에게 공급한다. 다만 콩과 식물과 뿌리혹박테리아의 관계처럼 관벌레들이 단백질이 필요하면 황 박테리아를 먹어치우기 때문에 완벽한 의미로 상리공생이라고 보긴 어렵다.
• 타조와 얼룩말: 시력은 좋지만 청각과 후각이 약한 타조와, 시력은 별로지만 청각과 후각이 좋은 얼룩말은 감각을 이용하여 서로의 천적이 오면 알려준다.
• 기린과 다른 초식동물들: 넓은 시야를 이용한 기린의 위험 탐지력을 이용해 포식자를 피하는 약한 초식동물들. 주로 얼룩말이 주로 기린과 공생하는 일이 많다. 초식동물들, 그것도 자기보다 약한 녀석들과 함께 있으면 기린이 포식자들에게 타겟이 될 확률이 크게 낮아진다는 이익이 있다. 포식자들 입장에서도 바로 옆에 더 쉬운 사냥감들이 많이 있는데 굳이 크고 위험한 기린을 사냥할 이유가 없으니까.
• 타란튤라와 개구리: 타란튤라중 Xenesthis immanis종과 Chiasmocleis ventrimaculata종의 개구리는 타란튤라가 만든 둥지에서 함께 살면서 타란튤라가 알을 낳으면 개구리가 알을 지켜주며, 알을 노리는 곤충을 먹는다. 대신 타란튤라는 개구리를 노리는 포식자를 잡아먹거나 방어해준다.
• 투파이아와 네펜데스: 네펜데스는 투파이아가 좋아하는 단맛 나는 흰색 감미료를 주고 투파이아는 네펜데스 근처에 똥을 싸서 네펜데스에게 거름을 공급한다.
• 개코원숭이와 아프리카코끼리: 가뭄이 되면 코끼리는 땅을 파서 물을 얻는다. 개코원숭이는 그 물을 얻어마시고 천적이 오면 큰 소리로 코끼리에게 알린다.
• 혹멧돼지와 줄무늬몽구스: 혹멧돼지에 기생하는 작은 진드기 등의 벌레들을 몽구스가 잡아먹는다. 혹멧돼지는 몸이 깨끗해지고, 몽구스는 먹이를 먹는다.
• 늑대와 큰까마귀: 까마귀를 통해 늑대들이 먹이 등에 대한 정보를 얻고 까마귀는 늑대가 먹고 남은 시체를 먹는다는 연구 결과가 발표되고 있다. #
• 대왕곰치와 무늬바리: 먹잇감이 그루퍼가 추적하기 힘든 산호초 틈으로 숨어들 경우 근처의 곰치에게 신호를 보내 먹이가 숨은 곳으로 불러들인다.[9] 이렇게 되면 먹잇감은 산호초 틈에서 곰치의 먹이가 되거나, 곰치를 피해 산호초 틈에서 빠져나와도 기다리던 그루퍼의 먹이가 된다.[10]
• 코요테와 아메리카오소리: 역시 사냥감을 더 효과적으로 공략하기 위해 임시적으로 협업하는데, 아메리카오소리는 땅 속에 숨은 설치류들의 굴에 파고 들어가고 코요테는 지상에 기다리고 있다가 굴 입구로 탈출하는 먹잇감을 덮친다.
• 세균과 플라스미드
• 아마미토끼와 발라노포라 유와네시스: 발라노포라 유와네시스는 광합성을 하지 않고 다른 식물에 기생하는 기생식물로 빨간색 열매를 맺는다. 이를 아마미토끼가 먹고 배설물을 통해 씨앗이 퍼지게 된다. #
• 접목: 접수는 광합성 산물을 대목으로 보내고, 대목은 뿌리에서 흡수한 물과 무기물을 접수로 보낸다
• 지의류: 발생할 때부터 남조류와 균류가 하나의 개체처럼 일종의 공생을 하고 서로 떨어질수 없으며 같이 죽는다.
• 진핵생물: 고세균이 엽록체나 미토콘드리아 같은 세균을 자신의 세포 안에서 기르는 대신 이들은 에너지를 제공한다. 지금은 거의 세포의 소기관같이 되었지만 독자적인 DNA를 보유하고있다. 그러나 진핵생물은 고세균쪽과 세균 쪽을 억지로 분리 하면 둘다 죽기 때문에 DNA가 2개지만 같은 생물로 본다.
• 산호와 공생조류: 산호 체내에 공생조류를 지니고 있다. 산호는 조류의 서식지를 주고 조류는 산호에게 영양분을 준다.
• 소철과 남조류: 소철 뿌리에 남조류를 지니고 있어 질소를 고정한다.

2.2. 편리공생

• 어치, 까치와 개미: 어치 중 일부 그리고 까치는 일부러 자기 몸에 개미떼가 기어오르게 해서 ' 목욕'과 비슷한 행위를 한다. 확실한 이유는 밝혀지지 않았으나 몸에 붙은 기생 생물들을 없애고 개미산으로 몸을 소독하기 위한 방편으로 추정한다. 이 과정에서 개미들에게 가해지는 이득이나 피해는 없다.
• 벌꿀오소리(라텔)와 꿀길잡이새: 기동성이 좋지만 내구력이 약한 꿀길잡이새는 벌집은 잘 찾지만 혼자서는 벌집을 공략하지 못하기 때문에[A] 주변에 꿀먹이오소리를 벌집으로 안내해준다. 라텔이 벌집을 해집어 놓고 먹다 남은 벌집(밀랍)과 꿀, 애벌래를 꿀길잡이새가 먹는다고 알려졌다. 하지만 최근 연구결과에 따르면 벌꿀오소리 역시 벌집을 잘 찾고 꿀길잡이새는 벌꿀오소리에게 벌집을 찾아주기보다 대부분 라텔을 따라다니면서 라텔이 찾고 사냥해 먹다 남은 벌집을 먹는다는 점이 관찰되었기 때문에 최근에는 상리공생보다 편리공생에 가까운것으로 보인다. 꿀길잡이새는 가끔 사람을 이용하기도 한다.
• 붉은벌잡이새와 느시, 타조, 코끼리 : 붉은벌잡이새는 큰 몸집의 동물이 풀숲에 지나갈때 뛰어나오는 곤충을 잡아먹는다. 그래서 느시 같은 큰 새 몸에 올라타서 기회를 찾는데, 몸집이 큰 동물일수록 뛰어나오는 곤충이 많아서 타조나 코끼리 같은 큰 동물이 오면 그 동물의 등으로 자리를 옮긴다.
• 장완흉상어와 동갈방어: 동갈방어는 장완흉상어에 달라붙은 찌꺼기를 먹고 장완흉상어는 동갈방어를 보호해준다. 사실상 장완흉상어를 건드릴만한 생물체는 기껏해봐야 백상아리, 범고래, 뱀상어 정도 밖에 안된다. 여담으로 바다탐험대 옥토넛에도 나온적이 있다. 그때는 장완흉상어가 흰지느러미상어라는 이름으로 나왔다.
• 편승하는 동식물: 동물에 의해서 퍼지는 씨앗이 존재하는 식물은 물론이고, 동물 간의 관계에서도 이동성이 낮은 동물이, 이동성이 높은 동물을 이용해 이동하는 경우가 있으며, 일시적인 편리공생 관계로 여기고. 특히 민물고기 같은 이동성이 한정된 생물종이 세계 각지에서 모습을 보이는 이유에, '오리 같은 새 발에 알이 묻어서 이동하지 않았을까?'라는 가설을 내놓기도 한다. 또한 인간의 이동성이 높아지면서 대항해시대에 들어온 쥐나, 평형수에 들어갔다가 나와서 퍼진 생물들이 문제가 되기도 한다.
• 딱정벌레, 노린재와 앉은뱅이: 앉은뱅이류는 날개가 없어 쉽게 이동할 수 없기 때문에 딱정벌레나 노린재 같은 곤충에 붙어서 이동한다. 심지어 일부 앉은뱅이류는 자신의 타고 있는 곤충의 배 위에서 짝짓기를 한다. 이 과정에서 곤충 쪽에는 영향이 없다. 앉은뱅이류가 무임승차만 하는 것이 아니라 곤충에 붙은 진드기를 잡아먹는다는 설도 있지만 확증된 바는 없다.

2.3. 애매한 경우

• 인간과 다수의 가축 및 식량 작물: 인간이라는 종의 개입으로 천적이나 병해충으로부터 보호해 주고, 경쟁상대를 없애주고, 서식지도 본래의 종보다 훨씬 넓어져 해당 종의 번식과 유지에 큰 보탬이 되고 있지만, 그 대가로 대부분 인간에게 잡아먹히거나, 알, 젖, 기타 생산물을 빼앗기고, 식물은 대다수의 씨앗이 먹히거나 버려지며, 다수의 농업작물 및 가축들이 가진 인간에게 유용한 특성들은 사실 해당 종의 생존이라는 측면에서 보면 비효율적이고 불리한 특성인 경우가 많다. 예를 들어 대부분의 곡식이나 과일들은 씨앗이나 열매 등에 야생종보다 훨등히 많은 양의 영양분을 비축하기 때문에 맛있고 영양도 많은데, 제한된 영양분을 성장과 번식에 사용하지 않고 그저 비축만 해 두는 행위는 자연상태에서라면 종의 생존을 위협할만큼 비효율적인 행태인 것이다. 또한 가축들의 경우 역시 좁은 곳에서 통제당해 자유롭지 못하게 살아야 하고 그 때문에 스트레스를 심하게 받으며 몸에도 악형향을 끼치기도 하며, 신체적으로도 육욕으로 키워져 살이 너무 찌거나, 젖이 너무 크고 많이 나와 퉁퉁 불어 아파하기도 하며, 닭은 다 품기도 힘들만큼 많은 알을 낳고, 양은 여름이면 털이 북실북실하게 자라서 인간이 깎아주지 않으면 더워서 탈진할수 있고, 전반적으로 많은 가축들이 무리 외부의 개체에 대해서도 별다른 공격성을 보이지 않는 성격이 되었다. 당연히 이런 특성은 자연상태라면 해당 종의 생존에 불리하게 작용할 것이다. 하지만 인간이 적극적으로 그러한 종들을 번식시키고 천적등의 위험요소를 배재하면서 해당 종의 유지에 기여하며 품종개량을 통해 그러한 특정을 더욱 강하게 만들기까지 하는 것. 인간의 이익을 위해 다른 생물종을 개량하여 이용하는 것이다. 즉 이들은 인간에게 보호받는 대가로 자유를 빼앗기고 인간 없이는 생존이 불가능한 쪽으로 개량당하는 큰 대가를 치르는 것이다.
• 대형 포유류와 소등쪼기새: 찌르레기과의 노랑부리소등쪼기새는 초식동물의 등에 올라타 진드기 등의 기생충을 잡아먹고 산다고 한다. 그래서인지 기린, 물소 등의 아프리카의 초식동물들은 이 새가 등이나 옆구리에 앉아 이리저리 털을 헤집는 것을 귀찮거나 위협으로 느끼지 않고 관대하게 용인한다고 한다. 높은 위치에 있어 포식자로부터 안전을 지킬 수 있고, 따뜻함과 먹이를 구하기 위해 이동하는 것이 편리하기 때문에 흔들리는 기린의 배 아래쪽 겨드랑이를 잠자리로 삼는다. 이처럼 소등쪼기새와 대형 포유류의 관계는 공생의 좋은 예로 소개되어 왔지만, 최근 알려진 바에 따르면 소등쪼기새 때문에 진드기의 수효가 줄어든다는 것이 통계적으로 확인된 바가 없고 반대로 오히려 소등쪼기새가 피를 마시려고 동물의 상처를 더 크게 벌려 놓거나 헤집는 등 더욱 심하게 만드는 모습이 여러차례 목격되었다. 실제로 코끼리나 일부 영양들은 소등쪼기새를 등에서 내쫓는 모습이 여러 차례 발견되었다.
• 빨판상어와 물고기, 고래 등 대형 해양 생물체: 빨판상어는 대형동물들의 몸에 붙어 다니면서 이들이 흘리는 찌꺼기를 받아먹는데, 그러면서 몸에 붙은 기생충도 잡아먹어서 그들을 기생충의 고통에서 해방시켜준다. 얼핏 보면 상리공생 같지만, 빨판상어가 달라붙으면 대형동물은 움직이는데 더 많은 에너지를 써야 하기 때문에 그들의 입장에서 빨판상어는 그렇게 고마운 존재는 아니다.

2.4. 공생으로 잘못 알려진 것

• 악어와 악어새: 상리공생 관계라고 오랫동안 알려졌으나, 이는 근거 없는 속설이다.

3. 관련 문서

• 생태학
• 세포 내 공생설
• 적대적 공생