Nature Sustainability에 9월 5일에 게재된 새로운 논문 에 따르면, 과학자들은 벌을 직간접적으로 죽이는 살충제에 대한 해독제를 발견했을 수 있으며, 이는   흔한 동부 땅벌에서 초기 긍정적인 결과를 보여준다고 합니다. 

연구 결과는 매우 중요한데, 벌은 전 세계 작물의 약 80%에 필수적인 수분 서비스를 제공하지만, 2017년부터 2020년까지 미국의 관리되는 꿀벌 벌집의 연간 손실은 평균 44%에 달했습니다. 논문에 따르면, 수십 개의 연구에서 야생 벌의 지역적 및 전 세계적 감소가 기록되어 있습니다. 

땅벌에 대한 개념 증명 연구에서는 직경 5마이크론으로 현미경으로만 볼 수 있는 작은 섭취 가능 하이드로젤 미립자를 사용하여 유럽에서 금지되었고 미국에서도 여전히 제한적으로 사용되고 있는 살충제인 네오니코티노이드에 물리적으로 결합하는 방법을 설명합니다. 살충제와 미립자가 흡수되면 벌의 소화관을 통과하여 배설됩니다.

연구 결과, 미세 입자를 설탕물에 섞어 꿀벌에게 먹였을 때 치사량의 네오니코티노이드에 노출된 꿀벌의 생존율이 30% 더 높았고, 치사량에 가까운 농도에 노출된 꿀벌의 증상이 현저히 완화되었습니다.

해독제는 널리 사용되는 유기인산 살충제를 포함한 다른 살충제에도 선택적으로 적용될 가능성이 있습니다.

"꿀벌은 작물 수분과 농업, 식량 안보에 필수적이므로 사람들이 벌의 건강을 심각하게 받아들이는 것이 중요합니다." 논문의 첫 번째 저자이자 농업 및 생명 과학  대학의 생물 및 환경 공학 교수이자 논문의 책임 저자  인 Minglin Ma 연구실의 전 구성원인 Julia Caserto 박사(24년 졸업)의 말이다.

살충제를 완전히 없애는 것은 좋은 목표이겠지만, 완전히 현실적이지는 않을 수도 있다고 Caserto는 말했습니다. "우리는 관리되는 벌에서 이러한 살충제 노출을 극복하려고 노력하여 우리 모두가 지속 가능한 삶을 살 수 있을 만큼 충분한 작물 수분을 확보하고자 합니다."

네오니코티노이드는 지하수로 들어가 식물에 흡수되어 꽃가루와 꿀에 들어갈 수 있습니다. 벌이 꿀을 빨면 살충제에 노출될 수 있으며, 이 살충제는 곤충 수용체를 특별히 표적으로 삼습니다. 벌은 또한 오염된 꽃가루를 벌집으로 가져옵니다. 네오니코티노이드는 아치사량으로 벌의 미토콘드리아, 즉 에너지가 생성되는 세포 소기관에 영향을 미치고 벌의 에너지 전달에 영향을 미쳐 움직임과 비행을 억제할 수 있습니다. 또한 벌의 면역력을 약화시켜 진드기와 바이러스에 더 취약하게 만듭니다.

이 연구에서는 땅벌에게 치명적인 네오니코티노이드를 투여했을 때, 미립자를 먹인 벌은 해독제를 투여받지 않은 벌보다 생존율이 30% 더 높았다는 것을 보여주었습니다. 연구자들은 또한 아치사량 투여 후 미립자 치료가 벌의 먹이 섭취 의욕을 개선하고 실험 채널을 가로질러 걸을 수 있는 벌의 수가 44% 증가했다는 것을 발견했습니다. 마찬가지로 연구자들은 고속 카메라를 사용하여 노출 후 손상된 날개짓 빈도가 치료를 통해 상당히 개선되었다는 것을 발견했습니다.

향후 연구 방향에는 땅벌보다 작은 관리된 꿀벌을 대상으로 치료법을 테스트하는 것이 포함될 수 있으며, 이를 통해 살충제가 다른 효과를 가질 수 있습니다.

야생 벌에게는 이 치료법이 실행 가능하지 않은데, 미립자를 투여하기 어렵기 때문이다. 결국 해독제가 현장에서 관리되는 벌에 적용된다면, 미립자는 꽃가루와 다른 영양소를 포함하는 꽃가루 패티와 같이 이미 사용 중인 보충제에 첨가될 수 있다.

"이 연구는 관리되는 벌에 대한 살충제 문제를 해결하기 위한 잠재적인 전략을 제공할 뿐만 아니라, 이 경우 생체재료와 같은 학제간 접근 방식을 사용하여 농업 및 지속 가능성 문제를 해결할 수 있는 사례도 제공합니다."라고 Ma는 말했습니다.

공동 저자로는 학부생인 린지 라이트, 23년 졸업생인 코리 리스, 24년 졸업생인 매튜 황, 박사후 연구원인 메리 살세도, 코넬 대학의 18년 졸업생이자 박사 학위를 취득한 23년생인 스테파니 푸크스,  CALS의 생물 및 환경 공학과 교수인  정성환 , CALS의 곤충학과 조교수인  스콧 맥아트가 있습니다.

이 연구는 뉴욕주 환경 보호 기금과 미국 농무부의 지원을 받았습니다.