대기 오염이 곤충 후각도 마비 – Sciencetimes

오존에 의한 대기 오염이 심해지면 가루 받이를하는 곤충이 꽃의 향기를 잘 맡을 수 없다는 연구 결과가 발표되었다. 오존에 의해 향기가 변화 스즈메가 가가 (tobacco hawkmoth 학명 : Manduca sexta)는 평소 좋아하던 담배 꽃 향기의 매력을 상실한다는 사실이 밝혀진 것이다.

가루 받이는 주로 곤충에 의해 실행되는 생태계의 중요한 작용이다. 꽃은 향기를 이용하여 곤충을 유인하지만, 거기에는 꽃가루 매개 곤충이 선천적으로 선호하는 화학적 신호가 포함되어있다. 이것은 수백만 년에 걸쳐 진행된 꽃과 곤충 사이의 공진화 관계의 결과이다.

스즈메가 가가 담배 꽃에 앉아 꿀을 빨아 먹고있는 모습. © Anna Schroll

그러나 최근까지 기후 변화와 대기 오염이 이러한 생물 사이의 화학적 커뮤니케이션을 촉진하는 자연 향기 분자에 미치는 영향에 대해서는 거의 알려져 있지 않았다.

독일 막스 플랑크 화학 생태 연구소와 미국 버지니아 대학의 공동 연구팀은 공기 중의 오존 오염이 가루 받이 곤충이다 스즈메가 가가 좋아하는 꽃의 향기에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 오존은 인간에게 호흡기 질환을 유발하는 것으로 알려져있다 반응성이 높은 화학 물질이며, 오염 물질이다.

연구자가 박각시과 나방을 실험 대상으로 선정 된 것은이 나방이 꽃의 향기에 이끌려도이 시각을 이용하여 꽃을 찾을 수도 있기 때문이다. 즉, 후각을 사용할 수없는 경우 시각적으로 대체 할 수 있는지 실험에 적합한 모델 인 셈이다.

이번 연구를 이끈 막스 플랑크 연구소의 마커스 크지 만 덴 박사는 “박각시과 나방을 유인하는 꽃은 특정 화합물을 함유하고 밝은 흰색을 위해 시각적으로 눈에 띄기 쉽다”고 이야기 했다.

오존 농도 높은 담배 꽃을 찾는 없다

연구팀은 가스 크로마토 그래피를 이용하여 오존 함량의 증감에 따라 꽃의 향기의 정확한 성분과 개별 향기 성분의 농도를 파악했다. 또한 꽃의 향기에 영향을 미치는 오존 정도를 알기 위해 더운 날에 스즈메가 가가의 자연 서식지에서 측정 할 수있는 오존 농도를 사용 하였다.

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그 나방 원래 꽃의 향기와 오존에 오염 된 꽃의 향기를 모두 맡게하면서 풍동 장치에 나방의 반응을 테스트했다. 그 결과 오존 농도가 올라가면 나방 담배 꽃 냄새 선천 매력을 완전히 상실한다는 사실이 밝혀졌다.

그 나방은 과연 오존 때문에 식욕을 상실한 것인가 또는 오존에 의해 꽃의 향기를 맡지 않을까. 이러한 의문을 해결하기 위해, 연구자들은 박각시과 나방에 설탕 물을주고 오존 오염 된 꽃의 향기를 맡게하는 실험을 실시했다. 식욕을 상실한 적이없는 경우는 오염 된 꽃의 향기도 그것을 요리에 받아 들일지 알 수 있기 때문이다.

그 결과, 나방은 오존 오염 된 꽃의 향기도 설탕 물이 있으면 잘 찾아 식사를하는 것으로 밝혀졌다. 또한 꽃이 아니라 훌쩍 형태에도 설탕 물 만의 경우 오존 오염의 유무에 관계없이 입을 내밀었다.

이에 대해 공동 저자로 참여한 버지니아 대학의 부린쿳쿠 박사는 “우리가 박각시과 나방에서 발견 한 사실은 곤충이 급변하는 환경에 대처하기 위해 학습 능력이 매우 중요하다 것을 알리고있다 “고 말했다.

특히 이번 연구에서 주목할 점은 이러한 나방의 행동의 변화가 진화를 통해 이루어지는 것이 아니라 실시간으로 발생한다는 점이다.

급격하게 증가하는 곤충의 사망률

이번 연구는 곤충이 대기 오염으로 변질 된 꽃의 향기도 학습을 통해 재빨리 먹이를 찾을 수 있다는 사실을 알리고있다. 그러나 대기 오염은 여전히 ​​식물과 화분 매개 곤충에 심각한 위협이 될 수밖에 없다.

곤충이 대기 오염에 처음부터 완전히 꽃을 찾아 없게되면 이러한 학습조차되지 않을 가능성이 있기 때문이다. 또한 다른 곤충의 경우 박각시과 나방을 가지고 새로운 향기의 학습 메커니즘을 가지고 있지 않을 가능성도있다.

이 연구 결과는 곤충 페로몬 관련 전문 국제 학술지 ‘화학 생태 학회지 ((Journal of Chemical Ecology)’2020 년 9 월호에 게재되었다.

부린쿳쿠 박사는 “우리의 연구는 현재의 시작점에 불과하다”며 “현장 조사를 통해 앞으로 어떤 꽃이나 곤충이 오염 물질에 가장 많은 영향을 받고, 그 이유는 무엇인지를 밝혀 해야한다 “고 주장했다.

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대기 오염과 기후 변화는 자연 생태계에 광범위한 영향을 주었지만 우리는 아직 이러한 변화는 식물과 곤충 사이의 화학적 커뮤니케이션에 미치는 영향에 대해서는 거의 모른다. 사실, 대기 오염은 꽃 향기뿐만 아니라 암컷 곤충이 수컷을 유인하기 위해 사용되는 성 페로몬도 변화시킨다.

최근 들어 곤충의 사망률이 급격히 증가하고 있지만 전 세계의 과학자들은 그 원인을 밝히기위한 연구에 몰두하고있다.

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