꿀벌 멸종? 생존 위해 ‘빠르게 진화’하고 있다 - 네이처

꿀벌 멸종? 생존 위해 ‘빠르게 진화’하고 있다 - 네이처

2015.08.25

▲ 관찰용 벌집에 살고 있는 꿀벌들. 

지구 상에 있는 거의 모든 동식물의 생존에 꼭 필요한 존재로 꼽히고 있는 꿀벌. 수십 년 전부터 이런 유익한 곤충이 대량으로 사라지고 있는 ‘군집 붕괴 현상’(CCD)이 농약이나 스트레스, 질병, 환경 등 다양한 원인에 있다는 것을 과학자들은 밝혀내고 있다. 

최근에는 꿀벌 기생충으로 알려진 ‘바로아 응애’(진드기 일종)가 꿀벌 감소의 가장 큰 요인으로 꼽히고 있다. 

그런데 이런 꿀벌이 살아남기 위해 자신의 유전자를 빠른 속도로 진화시키고 있다고 국제 연구진이 19일(현지시간) 밝혔다. 

미국 코넬대와 일본 오키나와 과학기술대학원대(OIST) 공동 연구진은 1990년대 중반 바로아 응애가 대량으로 발생했던 미국 뉴욕 중부 이타카시 주변에 서식하고 있는 야생 꿀벌군을 발견했다.  

이들은 과거 진드기가 대량으로 발생했음에도 예전처럼 번성하고 있었다. 

연구진은 요인을 밝히기 위해 1977년 채집해 박물관에 보관돼 있던 꿀벌 표본의 DNA와 2010년 같은 숲에서 채집한 꿀벌의 DNA를 비교해 두 꿀벌의 유전적 변화를 조사했다. 

그 결과, 살아남은 꿀벌 개체군에서는 불편과 위험을 피하고자 기피 및 회피 행동의 학습을 제어하는 도파민 수용체(AmDOP3)와 관련한 유전자에 변화가 있는 것으로 나타났다. 이전 연구에서는 이 수용체가 진드기를 씹어 몸에서 제거하기 위한 행동에 관여하는 것으로 시사되고 있었다.

또한 성장과 관련한 유전자에도 큰 변화가 있었다. 바로아 응애는 꿀벌의 애벌레 기간에 번식하고 그 유충을 포식하는 데, 꿀벌들은 이 과정을 피하려고 빠른 성장으로 진화한 것으로 여겨지고 있다. 신체적으로도 변화가 일어나 현재 꿀벌은 당시 개체보다 작고 날개 형태도 변화한 것으로 확인됐다. 

모체에서만 전해지는 것으로 세포 활동에 필요한 에너지를 공급하는 미토콘드리아의 DNA에도 큰 변화가 있는 것으로 나타났다. 이전 세대의 여왕벌은 많이 살아남지 못하고 그 수가 크게 감소했지만, 살아남은 개체군의 세포핵 내에 존재하는 게놈은 유전적 다양성이 높게 유지되고 있음이 확인됐다. 유전적 다양성이 높은 것은 환경적응에 성공할 가능성을 높인다.

▲ 연구진은 1977년과 2010년에 뉴욕 이타카의 같은 숲에서 야생 꿀벌을 채집하고 이를 통해 그동안 게놈 전체에서 생긴 유전적 변화를 관찰했다. 빨간색 화살표는 나무 위에 존재하는 벌통.

연구를 이끈 알렉산더 미헤예프 OIST 교수는 “꿀벌들은 한 번 피해를 봤지만 그로부터 회복한 듯하다”면서 “꿀벌 개체군은 바로아 응애의 위협에 대응할 수 있는 유전적 저항성을 획득한 것으로 여겨진다”고 말했다.

또 “이번 발견을 통해 더욱 강한 저항력을 가진 꿀벌 품종개량에 이용할 수 있을 것 같은 후보 유전자를 특별히 정할 수 있었다”면서 “이번 사례는 미국 꿀벌의 유전적 다양성을 높은 상태로 유지할 수 있는 중요성을 알려주는 것으로 향후 발생하는 위기를 극복하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구결과는 세계적인 학술지인 네이처 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 최신호(8월 6일자)에 게재됐다.

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