벌거벗은두더지는 이상하다. 땅속에 살며, 일부 통증에 거의 무감각하고, 오랫동안 산소 없이 버틸 수 있으며, 암에 걸리는 경우가 드물고, 30년 이상 산다—비슷한 크기의 설치류보다 수십 년 더 오래 산다. 또한 개미나 벌처럼 진사회성 동물이다: 백 마리 이상의 군집에서 오직 한 마리의 암컷, 여왕만이 번식한다.

오랫동안 과학자들은 여왕이 다른 암컷들을 괴롭힘과 폭력으로 통제한다고 추정했다. 하지만 왕국이 최대 3킬로미터에 달하는 터널 네트워크일 때는 비현실적으로 보인다. 이제 베를린 막스 델브뤼크 분자 의학 센터의 르윈 연구소 팀이 실제로는 정교한 후각 신호 프로그램임을 발견했다.

“두더지가 실제로 꽤 큰 코를 가지고 냄새를 많이 맡는다는 것은 매우 명확합니다.” 연구의 수석 저자 게리 르윈이 말한다. 벌거벗은두더지는 약 1,200개의 후각 수용체 유전자를 가지고 있다—생쥐(약 1,000개)보다 많고 인간의 빈약한 수백 개보다 훨씬 많다. 또한 시각 장애가 있다. “시각 없이 이동하고 탐색할 수 있어야 하므로 냄새는 향상된 것 중 하나입니다.” 르윈이 말했다.

냄새에 얼마나 의존하는지 알아내기 위해 팀은 개별 동물의 냄새 부케를 수집했다. 흡수성 플라스틱 튜브를 두더지 근처에 약 30분 동안 두었다. 그런 다음 이 냄새를 질량 분석기로 분석하여 약 100개의 개별 화합물로 분리했다.

수백 마리의 두더지 샘플을 기반으로 팀은 각 군집이 구별 가능한 화학적 특징을 지닌다는 것을 알게 되었다. 다른 군집의 두더지를 함께 두면 약 40초 동안 서로 냄새를 맡아 적인지 아군인지 결정했다. 적이라면 공격했고, 종종 치명적이었다. “벌거벗은두더지는 인간과 비슷하게 매우 외국인 혐오적입니다.” 르윈이 말했다.

동물의 후각 감각 뉴런을 화학 물질로 일시적으로 차단하자 외국인 혐오가 사라졌다. “기본적으로 서로에게 쿨했고 싸움이 없었습니다.” 르윈이 말했다.

아군-적 신호 외에도 연구자들은 여왕의 냄새 부케에서 특정 에스테르인 이소프로필 미리스테이트를 발견했다—다른 곳에서는 없었다. “번식하는 암컷은 번식하지 않는 동물이 가지고 있지 않은 이 특정 분자를 가지고 있었습니다.” 르윈이 말했다.

여왕은 생식기에서 이소프로필 미리스테이트를 분비하고 돌아다니며 터널에 바른다. 여왕의 생식 주기에 따른 화합물 추적은 그녀의 생식력과 함께 오르내리며 발정기나 임신 중에 최고조에 달함을 보여주었다. “사실 여왕이 번식할 수 있는지 여부의 매우 좋은 지표입니다.” 르윈이 말했다. 게다가 안정적이다: 연구자들은 적용 후 약 24시간 후에도 우리에서 여전히 검출할 수 있었다. 군집의 굴 시스템이 최대 3킬로미터까지 뻗어 있기 때문에 “한동안 남아 있어 여왕이 냄새를 퍼뜨리는 일을 덜 합니다.” 르윈이 덧붙였다.

분자를 특정하는 것은 한 가지였고, 그것이 무엇을 하는지 보여주는 것은 또 다른 문제였다. 벌거벗은두더지 군집은 대략 체형과 상관관계가 있는 위계로 조직된다. 과학자들은 지배력 테스트를 사용하여 순위를 매긴다: 두 동물이 터널에서 만날 때 양보하는 쪽이 낮은 순위다. 르윈 팀이 두더지가 이소프로필 미리스테이트에 어떻게 반응하는지 테스트했을 때, 반응은 순위에 따라 달랐다.

여왕의 분자가 한쪽에 있는 T-미로에서, 높은 순위의 암컷—여왕이 될 현실적인 가능성이 있는—은 그것을 피했다. “정상 환경에서 높은 순위의 동물은 여왕을 피하려고 한다는 생각이 있습니다. 여왕이 그들에게 공격적일 수 있기 때문입니다. 비록 증명하지는 못했지만요.” 르윈이 말했다.

기능적 초음파 영상은 코에 이소프로필 미리스테이트를 불어넣으면 후각 피질의 큰 부분이 활성화됨을 보여주었다. 팀은 이를 화합물이 뚜렷한 신호로 등록된다는 증거로 해석했다. 더욱이 여왕의 냄새에 노출되면 호르몬 변화가 촉발되었다.

번식하지 않는 암컷은 수유 중 생식력을 억제하는 호르몬인 프로락틴 수치가 높다. 르윈 팀은 여왕이 제거되면 프로락틴 수치가 떨어진다는 것을 발견했다.