메뚜기 떼로 인한 농작물 파괴에 기술 적용

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과학자들은 아시아와 아프리카 전역의 수백만 명의 사람들의 식량 안보를 위협하는 탐식성 곤충을 통제하는 방법을 찾는 데 도움이 될 수 있는 메뚜기 페로몬을 발견했습니다.

케냐 라이키피아 카운티의 난유키 타운 근처 농장에서 한 농부가 메뚜기 떼를 물리치려고 노력하고 있습니다. 출처: 로이터

과학자들은 메뚜기의 페로몬(같은 종의 개체 간 의사소통을 위해 신체에서 분비되는 화학 물질)의 일종을 발견했는데, 이 페로몬은 메뚜기 종이 떼 생활에서 같은 종류의 메뚜기에게 잡아먹히는 것을 피하는 데 도움이 됩니다.

이번 발견은 아시아와 아프리카 전역의 수백만 명의 사람들의 식량 안보를 위협하는 탐식성 곤충을 통제하는 효과적인 방법을 찾는 길을 열어 주었습니다.

이 연구 결과는 5월 4일 Science Magazine에 게재되었습니다.

독일 막스 플랑크 연구소 진화신경생물학과장이자 이번 연구의 책임자인 빌 한손은 메뚜기 떼의 행동은 개체 간의 협력이 아닌, 같은 종류에게 먹힐까 봐 두려워하는 마음에서 비롯된다고 말했습니다.

사실, 식인 풍습은 자연계 에서 여전히 흔한데, 예를 들어 사자가 자기와 다른 새끼를 죽이고 먹는 경우나 여우가 자기와 같은 종류의 사체를 먹는 경우가 있습니다. 메뚜기의 경우 공식 행위가 그들 사이의 생태적 균형을 유지하는 데 도움이 된다고 믿어진다.

철새메뚜기(locusta migratoria)는 다양한 형태로 나타나며 일반 메뚜기와는 행동이 매우 다릅니다. 이 메뚜기는 대부분 "혼자" 생활하며 다른 "수줍은" 메뚜기들처럼 비교적 적게 먹습니다.

그러나 개체수가 늘어나고 먹이가 부족해지면 행동을 변화시키는 호르몬을 생성하기 시작하여, 무리 지어 다니며 더욱 공격적으로 변합니다.

막스 플랑크 동물학 연구소의 이안 쿠진이 2020년에 실시한 연구에 따르면, 이 과정을 '군집화' 단계라고 하며, 다른 메뚜기에게 먹힐까 봐 두려워하여 떼 전체가 더 많은 먹이가 있는 지역을 향해 같은 방향으로 이동합니다.

과학자 한손은 "메뚜기는 같은 종류의 동물을 뒤에서 잡아먹습니다."라고 설명합니다. 따라서 이들이 움직임을 멈추면 다른 동물에게 먹힐 것이고, 이를 통해 연구팀은 대부분의 동물이 위협을 받을 경우 대응책을 가지고 있을 것이라고 생각하게 되었습니다.

4년 동안 진행한 일련의 실험을 통해 한손의 연구팀은 같은 우리에 떼지어 모이는 메뚜기 떼의 수에 비례하여 공식 빈도가 실제로 증가한다는 사실을 처음으로 확인했습니다.

한 과학자가 메뚜기 페로몬의 일종을 연구하여 발견했는데, 이 페로몬은 떼 지어 생활하는 동안 같은 종류의 메뚜기에게 잡아먹히지 않도록 도와줍니다. (출처: 로이터)

메뚜기들은 같은 우리에 50마리 이상이 모이면 서로를 잡아먹기 시작합니다. 다음으로, 그들은 홀로 사는 메뚜기와 떼지어 사는 메뚜기가 내뿜는 냄새를 비교하여, 떼지어 살 때만 분비되는 17가지 독특한 화학 물질을 찾아냈습니다. 이 중에는 페닐아세토니트릴(PAN)이 있는데, 이는 같은 종류의 물질을 밀어내는 효과가 있습니다.

PAN은 때때로 철새인 메뚜기가 분비하는 시안화수소라는 강력한 독소의 합성에 관여하므로, 이 물질의 방출은 다른 메뚜기에게 물러나라는 신호로서의 역할과 일관성이 있는 것으로 보입니다.

과학자들은 새로운 발견을 확인하기 위해 CRISPR 방법을 사용하여 메뚜기 유전자를 편집하여 더 이상 PAN을 생산하지 못하게 만들고 그로 인해 공식주의에 취약하게 만들었습니다.

과학자들은 메뚜기의 후각 수용체(냄새를 감지하는 수용체) 수십 개를 테스트하여 PAN에 매우 민감한 수용체를 발견했습니다. 그들이 메뚜기에게 이 수용체를 더 이상 생성하지 못하도록 유전자 조작을 했을 때, 메뚜기의 공식 행위가 더 빈번해졌습니다.

과학자들은 이 새로운 발견은 이동하는 메뚜기 떼가 서로 경쟁하기보다는 떼로 모이게 하는 메커니즘 사이의 "복잡한 균형"을 밝혀냈다고 말했습니다. 따라서 미래의 메뚜기 방제 방법에서는 더 많은 경쟁을 향해 섬세한 균형을 이루는 데 도움이 되는 기술을 사용할 수 있습니다.

궁극적인 목표는 이동성 메뚜기를 죽이는 대신, 방제 방법을 통해 떼의 크기를 줄여 인간이 농사를 짓지 않는 지역으로 메뚜기를 이동시키는 것입니다.

( https://www.vietnamplus.vn/ap-dung-cong-nghe-de-xu-ly-dich-chau-chau-pha-hoai-mua-mang/860835.vnp 에 따르면 )

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