폭탄먼지벌레, 몸속에서 폭탄을 제조하는 딱정벌레
폭탄먼지벌레, 몸속에서 폭탄을 제조하는 딱정벌레 위협을 느끼면 배 끝에서 뜨거운 화학 물질을 '펑' 소리와 함께 쏘아내는 곤충이 있습니다. 그것도 한 번이 아니라 기관총처럼 연속으로요. 딱정벌레목 딱정벌레과에 속하는 폭탄먼지벌레의 정체와, 몸속에서 폭발을 일으키는 놀라운 화학 방어 시스템을 정리해봤습니다. 폭탄먼지벌레는 어떤 곤충일까? 폭탄먼지벌레는 딱정벌레과(Carabidae) 먼지벌레아과(Brachininae)에 속하는 곤충으로, 영어로는 '폭격수 딱정벌레(bombardier beetle)'라고 불립니다. 아시아, 아프리카, 호주, 미국 일부 지역처럼 따뜻한 기후에서 주로 발견되며, 유럽에서도 영국 남부 등지에 서식지가 확인된 바 있습니다. 대체로 물에서 멀지 않은 곳에 살며, 낮에는 바위나 낙엽 밑에 몸을 숨기고 지냅니다. 몸집은 크지 않지만, 위협을 느꼈을 때 보여주는 방어 방식만큼은 곤충 세계에서 손꼽히게 독특합니다. 배 속에 화학 공장을 갖춘 곤충 폭탄먼지벌레의 배 끝에는 한 쌍의 분비샘이 있고, 각 분비샘은 다시 두 개의 방으로 나뉘어 있습니다. 하나의 방에는 하이드로퀴논(hydroquinone)과 과산화수소(hydrogen peroxide)가 저장되어 있고, 다른 방에는 카탈라아제와 페록시다아제라는 효소가 들어 있습니다. 평소에는 이 두 물질이 서로 섞이지 않도록 격리되어 있어 아무 반응도 일어나지 않습니다. 하지만 위협을 감지하면 폭탄먼지벌레는 저장해둔 화학 물질을 반응 공간으로 밀어 넣습니다. 이 공간에서 효소가 촉매로 작용해 하이드로퀴논과 과산화수소가 순식간에 반응하면서 벤조퀴논이라는 자극적인 화학 물질과 함께 산소 기체, 뜨거운 수증기가 만들어집니다. 이 과정에서 온도가 섭씨 100도 가까이까지 치솟는데, 이는 육상 동물 중에서도 손꼽히게 높은 순간 온도로 알려져 있습니다. 반응실에서 실제로 일어나는 화학 반응 배 속 반응실에서는 두 단계의 화학 반응이 연쇄적으로 일어납...