꿀벌계의 쿠테다, 그들은 왜 자주 여왕벌을 몰아낼까
by University of British Columbia
이는 마치 중세 역사극의 줄거리를 연상케 한다.
한때 강력했던 군주가 질병으로 약해지자, 이전에 충성한 신하들에게 왕위를 빼앗긴다.
하지만 꿀벌 군체에서 이러한 위험한 쿠데타는 단순한 환상이 아니다.
꿀벌 군체와 그들에게 의존하는 식량 체계에 위험과 보상을 동시에 안겨주는 흔한 일이다.
대체supersedure라고 알려진 이 과정은 군체 내 수만 마리 일벌이 여왕벌이 더 이상 충분한 알을 낳지 못하자 새롭고 건강한 여왕벌로 대체하기 위해 협력할 때 발생한다.
이러한 생존 전략은 야생 군체의 적응에 도움이 되지만, 관리된 벌통에는 문제를 야기하여 산란에 공백이 생기고, 군체 개체 수가 감소하며, 궁극적으로 수분과 꿀 생산이 감소하는 결과를 초래할 수 있다.
브리티시컬럼비아 대학교 연구진은 이러한 격렬한 반란이 왜 발생하는지, 그리고 어떻게 그토록 놀라운 동시성으로 일어나는지를 밝혀내는 중요한 발견을 했다.
최근 PNAS에 발표된 이 연구에서 연구팀은 일반적인 바이러스 감염이 여왕벌의 난소를 수축시켜 산란 능력과 일벌의 충성심을 유지하는 페로몬인 메틸 올레산methyl oleate의 생성을 모두 감소시킨다는 사실을 발견했다.
메틸 올레산 수치가 떨어지면 일벌들은 여왕벌의 약점을 "냄새 맡고" 후계자를 준비하기 시작한다.
"건강한 여왕벌은 하루에 최대 850개에서 3,200개 알을 낳을 수 있는데, 이는 자신의 체중보다 많은 양이다"고 UBC 의대와 마이클 스미스 연구소 생화학 및 분자생물학 교수이자 이 연구 수석 저자인 레너드 포스터Leonard Foster 박사는 말했다.
"하지만 저희 실험 결과, 바이러스에 감염된 여왕벌은 알을 덜 낳고 메틸올레산을 덜 생산했습니다. 이러한 페로몬pheromone 감소는 일벌들에게 여왕벌이 더 이상 생존할 수 없다는 신호로 작용하는 것으로 보입니다."
벌은 전 세계 작물 약 3분의 1을 수분하며pollinate, 건강한 식량 시스템, 식량 안보, 그리고 전 세계 사람들과 지역 사회의 건강에 필수적인 역할을 한다.
양봉가들Beekeepers은 수년 동안 여왕벌의 실패와 조기 교체 문제를 보고했으며, 최근 조사에서는 "불량 여왕벌poor queens"이 월동 손실의 가장 빈번하게 보고되는 원인으로 확인되었다.
이 연구는 바이러스 감염이 벌집의 질서를 유지하는 화학적 신호의 섬세한 균형을 깨뜨려 이러한 문제의 근본적인 원인임을 강조한다.
중요한 것은, 이 연구 결과가 양봉가들이 여왕벌 교체supersedure에 개입하고 관리할 수 있는 실질적인 방법을 제시한다는 점이다.
개념 증명 현장 실험에서, 메틸 올레산이 포함된 합성 페로몬 혼합물을 투여받은 군체는 그렇지 않은 혼합물을 투여받은 군체에 비해 새로운 여왕벌을 낳을 가능성이 훨씬 낮았다.
"이는 양봉가들에게 큰 도움이 될 수 있다"고 포스터 박사는 말했다.
"여왕벌 교체는 교란을 일으키고 비용이 많이 들 수 있지만, 메틸 올레산을 군체에 보충하면 지속적인 생산성이 가장 중요한 시기에 벌통을 안정시키는 데 도움이 될 수 있습니다."
이 연구 결과는 바이러스 발생, 특히 수분 활동이 최고조에 달하거나 꿀 생산이 왕성한 시기에 여왕벌이 조기에 사망하는 것을 방지하기 위한 새로운 관리 전략의 문을 열어준다.
"이 연구는 여왕벌의 바이러스 감염이 양봉가들에게 얼마나 심각한 문제가 될 수 있는지를 보여준다"고 제1저자이자 UBC 마이클 스미스 연구소와 노스캐롤라이나 주립대학교 연구원인 앨리슨 맥아피Alison McAfee 박사는 말했다.
"이전 연구에 따르면 실패한 여왕벌은 바이러스에 심하게 감염되었으며, 이제 우리는 그러한 감염이 대량 번식으로 이어질 수 있다는 것을 알고 있습니다. 대량 번식은 군체 전체에 위험하고 양봉가가 관리하는 데 비용이 많이 듭니다."
이 연구는 또한 여왕벌 실패와 관련된 바이러스를 퍼뜨릴 수 있는 기생 해충인 바로아 응애arroa mites의 역할을 강조하며, 군집을 건강하고 기생충 없이 유지하는 일의 중요성을 강조한다.
여왕벌 감염은 지금까지 과소평가된 문제라고 매카피 박사는 말하며, 이 연구가 그러한 인식을 바꾸기를 희망한다.
매카피 박사는 "여왕벌을 건강하게 유지하는 것은 바로아varroa 수준을 미리 생각하고 관리하는 것이 매우 중요한 또 다른 이유"라고 덧붙였다.
"현재 꿀벌 군집에서 바이러스를 치료할 수 있는 방법은 없지만, 이제 그 영향을 더 잘 이해하게 되었으므로 바로아 관리 방식을 변경하여 여왕벌에게 더 나은 기회를 제공할 수 있습니다."
More information: Alison McAfee et al, Elevated virus infection of honey bee queens reduces methyl oleate production and destabilizes colony-level social structure, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2518975122
Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences
Provided by University of British Columbia