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말벌의 둥지 내부: 벵갈루루에 거주하는 라가벤드라 가닥카르와 함께하는 곤충 사회 이해하기

개미, 벌, 말벌 등 곤충의 복잡한 세계에서는 자연계에서 가장 복잡하고 고도로 조직화된 사회를 목격할 수 있습니다. 이 생물들은 때로는 다른 종의 사회 구조를 반영하고 때로는 능가하는 정교한 군집을 이루며 살아갑니다. 벵갈루루의 생태학자 라가벤드라 가닥카르는 최근 벵갈루루의 사이언스 갤러리에서 청중들과 곤충 사회에 대해 토론하면서 "이 중 꿀벌은 복잡한 사회적 행동뿐만 아니라 인간에게 실질적으로 중요한 존재로 가장 잘 알려져 있습니다."라고 말했습니다.

인간이 사탕수수나 비트 뿌리에서 설탕을 추출하기 훨씬 이전부터 꿀은 인류의 주요 감미료였습니다. "꿀벌은 여러 군락지에서 꿀을 채집하기 때문에 '순수한 꿀'이라는 개념은 잘못된 것입니다. 한 군락에서 채취한 꿀은 오렌지나 꽃향기와 같은 독특한 풍미를 지니고 있을 수 있습니다."

"천연 벌꿀은 벌통 안에서 벌들이 세심하게 관리하기 때문에 곰팡이가 잘 생기지 않습니다. 벌통 밖으로 나가면 이러한 특성을 잃게 됩니다."

벵갈루루에 거주하는 생태학자 라가벤드라 가닥카르 | 사진 제공: Special Arrangement

날개 달린 경이로움

전 세계적으로 꿀벌의 종류는 10~15종으로 크게 4종류가 있으며, 그중 3종류는 인도 토종이고 4종류는 유럽 토종입니다. 흥미롭게도 꿀벌은 미국이나 호주가 원산지가 아니라 유럽 정착민들에 의해 도입되었습니다.

10,000~60,000마리의 꿀벌이 서식하는 꿀벌 군락은 명확한 분업 체계로 운영됩니다. 유일한 알을 낳는 여왕벌은 군집의 심장입니다. 몇 마리의 수컷 드론이 짝짓기에 집중하는 동안 일벌은 다양한 작업을 수행합니다. 여왕벌은 수천 개의 알을 낳는 데 집중할 수 있도록 먹이를 주고, 청소하고, 돌봐주는 일벌을 두고 있습니다. 이러한 돌봄 시스템은 군집의 결속력을 유지하는 데 도움이 됩니다.

꿀벌과 달리 개미 군집에는 크기와 기능이 크게 다른 전문화된 계급이 존재하는 경우가 많습니다. 이러한 분업은 일개미와 병개미 사이에 엄청난 크기 차이를 보이는 말레이시아 개미와 같은 종에서 분명하게 드러납니다.

라가벤드라는 "군인은 일꾼의 약 500배 크기입니다."라고 말합니다. 개미는 또한 종자 수집과 식민지 방어와 같은 정교한 행동을 보여주며, 분산된 조직과 효율성으로 인해 광범위한 연구의 대상이 되어 왔습니다. 환경적 신호와 군집의 필요에 따라 특정 작업을 수행하는 개미의 능력은 컴퓨터 과학, 특히 최적화 알고리즘과 같은 분야에 영감을 주었습니다.

노란 종이 말벌 | 사진 출처: 위키미디어 커먼즈/아짐 칸 로니, 게일 햄프셔

말벌은 벌이나 개미보다 사회적으로 덜 조직적이지만 매혹적인 건축가입니다. 말벌은 십은 식물 섬유를 침과 섞어 복잡한 둥지를 짓는데, 개방형 구조물부터 은폐된 다층 구조물까지 다양합니다. 사회성 말벌의 일종인 말벌은 크고 밀폐된 둥지를 짓고 공격적인 방어 전술로 유명합니다.

라가벤드라는 사회성 곤충, 특히 말벌에 초점을 맞춘 연구 방법을 설명했습니다. 연구팀은 자연 서식지와 통제된 실험실 환경에서 말벌을 관찰하기 위해 다양한 기법을 사용했습니다. "숲에 갈 필요는 없습니다. 그들은 집이나 정원에 와서 둥지를 짓습니다. 그들은 이곳에서 오히려 더 활발하게 활동합니다."라고 그는 말합니다.

꿀벌의 역할

연구 결과 중 가장 주목할 만한 점은 여왕벌의 부재에 대한 일벌들의 빠른 반응입니다. 여왕벌을 제거한 후 30분 이내에 눈에 띄는 행동 변화가 일어납니다. 개별 작업자가 나서서 공격성과 활동성을 강화하며 여왕이 부재한 상황에서 리더십 역할을 맡게 됩니다.

연구진은 식민지를 나눈 후, 가장 먼저 리더 역할을 맡은 일꾼의 활동이 활발해지는 것을 관찰했습니다. 이는 여러 개체가 상황적 요인에 영향을 받아 리더십을 발휘할 준비가 되어 있는 복잡하고 계층적인 구조를 나타냅니다. 군집 내 불만은 새로운 둥지의 설립으로 이어질 수 있습니다. 연구자들은 민주적인 절차를 통해 새로운 여왕이 선출되는 단독 이동과 집단 이동을 모두 관찰했습니다.

사회성 곤충에 대한 연구는 통신 및 로봇 공학 개선부터 인공 지능 향상에 이르기까지 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 과학자들은 곤충이 어떻게 효율적으로 의사소통하고, 조직화하고, 작업을 수행하는지 이해함으로써 더 나은 알고리즘과 시스템을 개발할 수 있습니다. 이러한 연구는 또한 자연 선택과 진화 생물학에 대한 통찰력을 제공하며, 꿀벌의 자기 희생과 같은 이타적 행동은 복잡한 사회적 행동을 형성하는 진화의 심오한 예를 제공합니다.

꿀벌, 개미, 말벌의 복잡한 사회는 자연의 진화와 적응의 경이로움을 보여줍니다. 이들의 정교한 의사소통 방법과 군집 내 전문화된 역할은 과학과 기술의 발전에 매료되고 영감을 줍니다. 이 역동적인 분야의 각 발견은 새로운 질문으로 이어져 발견의 순환을 지속하고 자연계에 대한 이해를 높입니다. 

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