가이 워먼 부교수는 대학 마취학과에서 시간생물학 연구 그룹을 이끌고 있습니다.

그는 대학이 후원하는 쇼 'Ready, Steady, Learn'에서 95BfM Breakfast 진행자 조니 바리와 꿀벌의 일일 행동 리듬에 관한 그의 그룹의 연구에 대해 이야기를 나누었습니다.

원래 그들은 꿀벌을 모형으로 삼아 마취의 효과를 탐구했으며, 이를 통해 발견한 내용을 인간 연구에 적용하고자 했습니다.

이제 그들은 꿀벌에 주목하고 있습니다. 꿀벌은 중요한 수분매개자이자 세계 식량 안보에 필수적이지만 많은 국가에서 위협을 받고 있습니다.

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성적 증명서

Jonny Vahry
오클랜드 대학교에 큰 박수를 보내고 의학 및 건강 과학부의 Guy Warman 박사에게 따뜻한 환영을 전합니다. "Kia ora, 좋은 아침입니다, 친구."

이제 매우, 매우 흥미로운 것을 알게 되었습니다. 벌의 삶과 일주기 리듬에 대해 연구하고 계셨습니다. 어디서부터 시작해야 할까요?

Guy Warman
글쎄요, 아마도 일주기 리듬부터 시작해야 할 겁니다. 이야기에는 두 가지 측면이 있습니다. 하나는 일주기 측면이고 다른 하나는 벌 측면입니다. 일주기 리듬은 일상 리듬이며 건강을 유지하는 데 정말 중요합니다.

벌이든 사람이든 파리든 건강한 일상 리듬을 갖는 것이 건강을 유지하는 데 정말 중요합니다.

그리고 그 리듬이 무너지기 시작하면 건강에 문제가 생길 수 있다는 아주 좋은 지표입니다.

예를 들어, 초파리의 경우, 우리는 그들의 일상적인 행동 리듬이 무너지는 것을 볼 수 있고, 심지어 그러한 일상적인 리듬을 제어하는 ​​유전자가 무너지는 것을 볼 수 있으며, 그들이 건강이 나빠지는 조기 지표가 있다는 것을 알 수 있으며, 심지어 그것을 다가올 죽음의 예측 지표로 사용할 수도 있습니다.

일주기 리듬이 정말 중요합니다. 해외 여행을 다녀온 사람이라면 시차에 대해 알고 있을 것입니다.

최근에 여름이 되었고, 사람들은 아침에 일어나는 것이 조금 어렵다고 느꼈습니다. 그 일상 리듬이 정말 중요합니다.

그래서 우리는 시간 생물학자입니다. 우리는 오클랜드 대학교에서 시간 생물학 연구 그룹을 운영하고, 제 동료인 제임스 치즈먼 박사와 [박사] 데이비드 커민, 그리고 AUT의 [박사] 매튜 폴리와 함께 일주 리듬이 다양한 종의 건강과 행동에 중요하다는 것에 집중합니다. 하지만

일광 절약 시간제 전환에 대해 다시 이야기해 보겠습니다. 몇 주 동안 얼마나 힘든지 믿을 수 없고, 그저 한 시간 일찍 일어나는 것뿐이죠. 일찍 일어나는 것이 항상 늦게 일어나는 것보다 더 어렵습니다. 그것은

단지 한 시간 더 자거나 한 시간 더 또는 그 이하로 자는 것이 아닙니다. 사실 그것은 생물학적 시계가 작동하는 방식의 근본적인 일부입니다.

우리 모두 뇌에 작은 세포가 있습니다. 벌이든 사람이든 말입니다. 그 세포에는 생물학적 시계가 있고, 그 시계는 똑딱거리며 우리의 일상 행동을 주도합니다. 그 시계를 더 빠른 시간대로 바꾸는 것은 더 늦은 시간대로 바꾸는 것보다 근본적으로 더 어렵습니다. 그래서 여름철에 일어나기가 더 어렵습니다.

조니
이제 당신의 연구는 얼마 전에 시작되었습니다. 당신은 과거에 벌을 살펴보았습니다. 이전 연구에 대한 배경을 알려주세요.

남자:
벌에 대한 연구는 15년 전에 시작되었는데, 우리가 관심 있었던 건 많은 사람들이 시간이 흐르지 않은 전신 마취를 하고 깨어났을 때 느끼는 감정이었습니다.

대부분의 사람들은 일어나서 "그럼 수술은 언제 시작하나요?"라고 묻습니다.

그리고 당신이 "음, 다 끝났어요. 4시간 전이었어요."라고 말할 때 그들은 매우 놀랐습니다.

우리는 이런 일이 어떻게 일어나는지에 대한 생물학적 원리를 살펴보고자 했습니다.

그리고 우리는 이를 연구하기 위해 꿀벌을 선택했습니다. 꿀벌은 시간에 대한 인식력이 매우 뛰어나기 때문입니다.

꿀벌은 다양한 일을 하는데, 그 중 하나는 날아가서 식량원을 찾고, 다시 벌집으로 돌아와서 춤을 추면서 벌집에 있는 다른 벌들에게 좋은 식량원을 찾을 수 있는 곳을 알려줍니다.

벌집 안에는 댄스 플로어가 있고, 그들은 몸을 꿈틀거리며, 이 매우 잘 특징지어진 흔들흔들 춤을 춥니다. 이 흔들흔들 춤은 곤충의 진정한 의사소통 형태입니다.

그들은 벌집의 어둠 속에서 다른 벌들에게 추상적으로 어디로 가야 할지 알려주고 있습니다.

우리는 그 행동을 이용했고, 그들에게 마취제를 투여했습니다.
그리고 그렇게 함으로써, 우리가 할 수 있었던 것은 그들을 잘못된 방향으로 보내서 들판으로 날려보낼 수 있었다는 것입니다.

독일의 주요 협력자와 함께 우리는 고조파 레이더를 사용하여 벌이 날아다니는 곳을 추적했고, 6시간의 마취 후에 벌들이 잘못된 방향으로 날아간다는 것을 보여주었습니다.

그리고, 그들은 아직 아침이라고 생각했습니다. 그들은 태양이 하늘에서 움직이지 않았다고 생각했습니다.

그건 우리가 진행한 재밌고 신나는 프로젝트였고, 이제 우리는 그것을 완전히 바꿔 놓았습니다.

독일 베를린 자유대학의 란돌프 멘젤이라는 우리 공동 연구자는 벌집을 열지 않고도 벌들이 벌집 안에서 무슨 일을 하는지 볼 수 있는 놀라운 기술을 개발했습니다.

제가 방금 말씀드린 꼬리춤의 핵심은 그들이 벌집 안에서 춤을 추고 다른 벌들이 그들을 지켜보지만 어둡고 좁기 때문에 그들을 볼 수 없다는 것입니다.

그들은 벌집 속의 다른 벌을 전혀 지켜보지 않았습니다.

사람들은 수백 년 동안 이런 행동을 연구해 왔지만, 꿀벌이 어떻게 의사소통하는지 알지 못했습니다.

랜돌프 멘젤과 그의 팀은 전기장을 생성함으로써 이런 일이 가능하다는 것을 알아냈습니다.

조니
이거 정말 멋지네요. 너무 좋아요.

남자:
카펫에 발을 문지르면 전기가 발생하고, 누군가를 만지면 전기가 흐르는 것과 마찬가지입니다.

벌이 이렇게 하는 이유는 자기들이 작은 플라스틱 상자 안에 있으면서 날아다니며 스스로 에너지를 충전하기 때문입니다.

그들은 벌집 내부의 그 전하를 유지하고 있으며, 그 벌집에서 다른 패턴을 생성하여 서로에게 무언가를 알릴 수 있습니다.

우리가 하는 일은 지금 우리가 말하고 있는 것과 똑같은 개조된 마이크를 가지고 들어가는 것입니다. 그 마이크의 작은 막이 찢어졌기 때문에 소리가 아닌 전기, 정전기를 감지합니다.

우리는 벌집을 열지 않고도 벌들이 벌집 안에서 무엇을 하는지 알아낼 수 있습니다.

그리고 그들은 이런 작고 작은 전하를 생성하고, 다양한 패턴의 전하를 생성합니다.

EEG나 뇌파도와 마찬가지로, 우리는 다양한 전기장 전하를 기록하여 이러한 다양한 행동 패턴을 기록할 수 있습니다.

조니
크레이지. 일주기 리듬과 벌에 대한 연구는 연구자들이 인간의 건강을 이해하는 데 어떻게 도움이 되나요? 그리고 이 지식은 벌 건강에 초점을 맞추기로 한 결정에 어떤 영향을 미쳤나요?

가이
벌은 인간에게 좋은 모델입니다. 그 이유 중 하나는 우리의 일상 리듬을 주도하는 유전자가 다른 곤충보다 우리와 더 비슷한 방식으로 작동하기 때문입니다.

그리고 또 다른 점은 그들이 낮에 활동하는 동물이라는 것입니다. 그들은 주행성 동물입니다.

사람들이 사용하는 포유류 모델의 아이러니는 이들이 야행성 동물이라는 점입니다. 즉, 근본적으로 하루 중 다른 시간에 활동하는 것을 보고, 우리가 낮에 활동할 때의 모델로 사용해야 한다는 것입니다.

꿀벌은 생체 리듬이 우리와 꿀벌의 건강에 얼마나 중요한지 알아보는 이런 유형의 연구에 매우 좋은 모델입니다.

조니:
벌의 생체 리듬이 어떻게 혼란스러워지면 전반적인 건강과 행동에 어떤 영향을 미치나요? 그리고 인간의 생체 리듬과 어떤 유사점이 있나요?

Guy
정말 좋은 질문이네요. 우리가 하는 일은 리듬과 전기장을 기록하는 거예요.

그러니까, 벌들은 소통을 하고 있어요. 벌들은 이런, 이런 특별한 전기장을 만들어내요. 벌들은 이런 전기장을 감지할 수 있는 기관을 가지고 있고, 이런 전기장을 매일 규칙적으로 만들어낸다고 생각해요.

따라서 이러한 강력한 일일 리듬을 측정하고 이 리듬이 붕괴되는 시점을 살펴보면 벌집에서 일어나는 다양한 변화에 대한 초기 지표를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 벌들이 떼를 지어 날거나, 바로아나 미국 부저병과 같은 질병에 걸렸을 때, 또는 식량이 바닥나서 전체 벌집이 붕괴될 때를 예측할 수 있습니다.

여기서 진짜 핵심은 이것이 사회적 시계 유형의 것이라는 것입니다. 이것에 대한 정말 흥미로운 점은 이것이 사회적 시계라는 것입니다.

모든 벌은 개별적으로가 아니라 전체 커뮤니티로서 성장해야 합니다.
그리고 커뮤니티가 무너지면 모든 것이 무너집니다. 그래서 여기서 흥미로운 패러다임은 우리가 시계를 고립된 것이 아니라 사회적 맥락에서 보고 있다는 것입니다. 물론 인간에게도 매우 중요합니다.

조니:
벌의 건강과 수명을 전 세계적으로 개선하기 위해 벌의 일주기 리듬을 연구하는 것의 잠재적 의미는 무엇일까요? 전 세계적인 수분 감소와 벌의 전반적인 건강 개체 수의 맥락에서 말입니다.

Guy
다시 한 번, 좋은 질문입니다. 그러면 이것이 어떻게 우리가 그들의 건강을 개선하려고 노력하는 데 도움이 될까요?

진짜 이유는 지금까지 양봉가들이 벌이 건강하지 않은지 알아내기 위해 벌집을 열어야 했는데, 그렇게 되면 전체 벌집의 행동이 근본적으로 바뀌기 때문입니다.

조니

정확히 그래요. "나를 연기로 죽이지 마."

Guy
아니면 그냥 나타나서 벌집에서 나오는 벌이 하나도 없는 거예요. "맙소사, 다 죽었어."

이 아이디어는 건강 상태의 변화에 ​​대한 조기 예측 요인을 살펴보면서 이를 일찍 알아낼 수 있고, 표준적인 양봉 개입을 통해 벌집 붕괴를 막기 위해 개입할 수 있다는 것입니다.

우리는 조기에 개입해야 한다는 것을 알고 있습니다.

혈압을 측정하기 위해 의사에게 가는 것과 같습니다. 고혈압이 있습니다. 누군가가 오랫동안 고혈압의 부정적인 영향을 받지 않고 개입하는 것과는 달리 지금 당장 이 문제에 대해 뭔가를 시도해 봅시다. 그것은 조기 개입입니다.

조니

사람들이 꿀벌 군집의 건강과 전 세계 꿀벌 개체 수에 대해 말할 때 가장 먼저 떠오르는 것은 우리의 현재 농업 관행입니다.

살충제, 살충제 사용, 서식지 손실 등의 농업 관행의 변화가 꿀벌 개체군의 일주기 리듬과 전반적인 건강에 어떤 영향을 미칠 수 있을까요?

Guy
훌륭한 질문이네요. 중요한 질문입니다. 그러니까 살충제는 분명히 곤충을 죽입니다. 농부들이 작물에 살충제를 뿌리면, 죽이고 싶은 해충을 죽이지만, 여기서 중요한 것은 살충제의 미미한 수준조차도 곤충의 행동에 영향을 미칠 수 있다는 것입니다.

우리가 꿀벌에 대해 특히 우려하는 것은 살충제의 미미한 수준이 그들의 행동에 미치는 영향입니다.

그리고 전 세계 벌들이 경험하는 일부 군집 붕괴 문제는 살충제에 대한 치사량에 가까운 노출 때문이라는 꽤 좋은 증거가 있습니다. 그것은 벌들을 길을 잃게 만듭니다.

그들이 길을 잃는 이유 중 하나는 생물학적 시계를 망가뜨리면 생물학적 시계가 태양을 기준으로 어디로 가야 할지 알아내야 하기 때문에 길을 잃으면 집으로 돌아갈 길을 찾지 못하게 되기 때문일 겁니다.

Jonny,
군집 구조에 대한 질문이 있습니다. 군집 구조의 역할, 예를 들어 여왕벌, 일벌, 수벌은 일주기 리듬과 벌의 건강에 어떤 영향을 미치며, 이러한 역할은 벌집의 전반적인 건강에 어떤 영향을 미칩니까?

Guy
훌륭하네요. 바로 그것이 우리가 알아내려고 하는 것입니다.

우리는 왕립 테 아파랑기 학회의 마스덴 기금으로부터 정확히 그러한 연구비를 받았습니다. 즉, 벌집 내의 다양한 종류의 벌이 통합적이고 건강한 일상 리듬을 생성하는 데 어떤 역할을 하는지 살펴보는 것입니다.

여왕벌의 역할은 무엇인가? 먹이를 찾아 나가는 일벌의 역할은 무엇인가? 벌집 안에 머물며 애벌레를 돌보는 간호벌의 역할은 무엇인가? 그리고 일반적으로 별로 아무것도 하지 않는 것으로 여겨져 온 수벌의 역할은 무엇인가?

수컷 꿀벌은 일반적으로 매우 게으르고 한 가지 일 외에는 아무것도 하지 않는 것으로 여겨진다.

그러나 새로운 증거에 따르면 그렇지 않을 수도 있고, 더 일반적으로 군집에 중요할 수도 있습니다.

Jonny
마지막 질문입니다. 벌의 일주기 리듬에 대한 연구 결과를 다른 수분매개자나 다른 종에 적용할 수 있을까요? 그리고 그것이 어떻게 우리의 시간생물학과 보존생물학에 대한 이해를 증진시킬 수 있을까요?

남자:
간단히 말해서, 시간생물학은 엄청나게 중요합니다.

당신이 박테리아, 남조류 또는 인간이라면, 시간생물학은 중요합니다.

통합된 시계가 어떻게 움직이는지, 그리고 무엇이 시계를 흐트러뜨리는지 이해하는 것은 인간과 다른 종의 건강과 질병의 진행을 이해하는 데 중요합니다.

생물학적 리듬과 벌의 초기 변화를 기록하는 방법을 안다면, 우리는 개입하여 건강을 증진할 수 있습니다.

또한 이를 통해 도시 농업이나 실내 농업과 같은 대규모 농업 분야에서 더 효과적인 수분매개자가 될 수 있습니다.

이런 효과는 당신이 말한 대로 꿀벌이나 다른 수분매개자, 그리고 우리 자신에게만 국한되는 것이 아닙니다.

그리고 의학 및 건강 과학부에서 우리가 해 온 다른 작업 중 일부는 임상 시험, 신장 기증 환자 및 다양한 것들에 관한 것이었습니다. 하지만 오늘은 그럴 시간이 없을 것 같습니다.

Jonny
Hey, 의학 및 건강 과학부의 Guy Warman 박사님. 오늘 아침 들어와서 연대생물학과 벌에 대해 이야기해 주셔서 정말 감사합니다. 정말 좋았습니다.