개미시리즈 1탄. 여왕개미, 그녀의 정체는?

안녕하세요 아장아장 원주맘입니다~:)

 

오늘의 과학호기심 주제는 '개미'입니다.

 

사회적 동물의 대표, 개미에 대해 갑자기 궁금해져서 공부해보았는데

 

너무 재밌더군요. 그래서 시리즈 4편으로 구성했습니다.

 

오늘은 제 1편. 여왕개미에 대한 이야기 입니다!

 

영상으로 확인하고 싶으신 분은 아래 링크로 들어와주세요~^-^

 

https://www.youtube.com/watch?v=ey1yps-ziC4 

 

글로도 남겨보겠습니다. 

 

개미는 1억 만년 전에 지구상에 나타나 지금까지 이어져왔습니다.

한국에는 137종의 개미가 서식하고 있으며, 전세계적으로 12000~ 14000여 종의 개미가 생존하고 있는 것으로 추산되고 있습니다. 세계에서 개미가 없는 땅은 아이슬란드, 남극, 그린란드 뿐입니다.

 

개미의 정확한 수치는 알 수 없지만 학자들은 전 세계의 개미 수를 모두 합치면

약 10,000,000,000,000,000 ~ 20,000,000,000,000,000(1경 ~ 2경)마리가 된다고 추산하였고,

 

지구상에 존재하는 개미의 무게를 모두 합하면, 지구상에 존재하는 사람의 무게를 모두 합친 것과 비슷하거나 더 무거울 것이라고 예측할만큼 개미는 정말 흔하고 많습니다.

 

모두들 알고 있듯이, 개미는 군락을 이루며, 구성원들과 수많은 상호작용을 통해, 분업생활을 하는 사회적 동물입니다. 대게 개미군락은 여왕개미, 일개미, 수개미로 이루어져 있는데, 오늘은 여왕개미에 대해서만 알아보겠습니다!

 

1. 여왕개미는 일개미는 무엇이 다른가요?

여왕개미는 일개미와 똑같은 암컷입니다. 다만, 혼인 비행 전의 여왕개미를 공주개미라고 하는데. 차세대 여왕개미로 선택된 공주개미는 다른 개미보다 훨씬 많은 양의 음식을 제공받아, 크고 강하게 자랍니다. 더불어 공주개미는 번데기에서 성충이 되는 과정인 우화할 때, 날개를 지니게 되고, 일개미에 비해 덩치가 크고 날개 근육 때문에 가슴의 앞 부분이 매우 발달해 있습니다.

 

미국 록펠러대 연구팀이 2018년에 과학저널 ‘사이언스’(Science) 에 발표한 연구에 따르면, 여왕개미와, 일개이의 ‘신분’이 어떻게 나뉘는 것인지 유전자 발현 차이를 조사했는데, 여왕개미는 일개미보다 ILP2호르몬, 사람의 인슐린같은 작용을 하는 호르몬의 수치가 높게 나타났다는 것을 밝혀냈습니다. 즉 ILP2수치가 높은 개체는 애벌레 신호를 무시하고 계속 알을 낳아 번식을 하는 반면, ILP2 수치가 낮은 개체는 애벌레의 존재에 매우 민감하게 반응해 양육에 집중하는 경향을 보였습니다. 또한 집단이 잘 운영되기 위해서는 이 ILP2수치더 크게 벌어지도록 할것이라는 자연선택에 따라 궁극적으로 일개미와 여왕개미로 계급이 나뉘게 된다고 결론지었습니다.

 

 

2. 혼인비행과 여왕개미가 되는 과정은?

공주개미는 개미집 안에서 일개미들의 시중을 받으며 살다가,

혼인비행 시기가 되면 자신의 개미집에서 나와 일제히 날아오릅니다.

 

개미가 혼인비행을 하기에 적합한 순간을 어떻게 알아내는지는 정확히 알려진 바가 없는데, 날씨가 온화하면서, 날개짓이 익숙지 않아 바람이 많이 불지 않은 날에 ,개미들은 어느 순간 무슨 신호라도 받은 것처럼 일사불란하게 움직인다고 합니다. 그래서 개미학자들은 개미의 움직임을 보면 곧 혼인비행이 임박했음을 알 수 있답니다.

 

우선 수개미가 먼저 날아오르고 20여분 후 공주개미가 그 뒤를 이어 날아오르는데 여러군락이 서식하는 초원에서는 혼인 비행이 거의 동시에 이루어집니다. 공주개미는 형제와의 관계를 피하기 위해, 자신의 집에서 멀리 떨어진 후에야 성페로몬을 발산합니다. 페로몬 냄새를 맡은 다른 군체의 수개미가 접근하면, 공주개미는 고속으로 비행하며 자신에게 정자를 제공 해 줄 수개미를 유인합니다. 개미 종에 따라, 어떤 공주개미는 수개미 한 마리와 짝짓기를 하는 반면, 어떤 개미는 열댓마리와 한꺼번에 짝을 짓기도 한다.

 

생애 첫 비행이자 마지막 비행인 혼인비행을 마친 공주개미는 자신의 날개를 스스로 떼어내고...... 비로소 여왕개미가 됩니다.

 

 

3. 여왕개미가 군락을 만드는 과정은?

날개를 뗀 여왕개미는, 다른 개미 군체가 자리잡지 않은 빈 곳을 찾아 땅 굴을 파게 됩니다. 그곳에서 알을 낳는데, 한달이상 먹지도, 나가지도 않으면서 알을 지극정성으로 돌보며, 애벌레가 부화하면 자신의 날개근육과 몸 속의 지방질을 녹여 만든 이유식으로 애벌레들을 길러냅니다. 이러한 돌보기 행동은 맏딸인 첫 번째 일개미가 번데기에서 탈피해 성충이 되는, 우화가 될 때까지 계속됩니다. 

 

일개미의 수가 늘어나고 먹을 것이 충분히 확보되면 여왕개미는 알 낳는 일에 전념하여 일개미를 증가시켜 군락을 이룹니다. 여왕개미는 이름과는 다르게, 군락을 지배하는 것은 아니며, 생각을 강요할 수도 없습니다.

 

 

 

4, 여왕개미는, 한 군락에 한 마리인가요??

어떤 군락은 여왕개미가 여러마리인경우도 있고, 여왕개미가 전혀 없는 경우도 있습니다.

 

여러 여왕개미가 연합해 새살림을 차리면 일개미를 많이 낳아 빠른 시간 안에 강력한 세력을 갖출 수 있으며 그만큼 생존확률이 높아지기 떄문이지요.

 

사실 생각해보면, 다수 여왕개미체제의 사회에서는 혈통이 뒤죽박죽, 유전자의 혼돈이 오게되는데.. 여기서 추가 질문, 일개미들은 자신의 엄마에게서 나온 개미만을 기르게 되는걸까요?? 아닙니다. 곤충학자들의 연구 결과 사회성 곤충에서 친족주의는 없다는 결론이 나왔습니다. 개미들은 후각에 의존하는데 한 군락에서 같이 살다보면, 냄새가 비슷해져 일개미들은 형제자매의 냄새를 구분할 수 없게 됩니다.

 

 

5. 여왕개미의 수명과, 알을 낳는 방법은?

여왕개미는 잘 지어진 곳에 숨어 딸들의 보호를 받으며 엄청나게 장수합니다.  종에따라 다르지만, 우연한 사고를 제외한다면 수년에서 10년 이상인데, 보통 수개미보다 500배, 일개미보다 20배나 오래 살고, 수백만의 곤충 종보다 오래 삽니다. 개미의 세계장수 기록이자, 곤충을 통틀어도 최장수 기록은 유럽의 고동털개미인데, 스위스의 한 곤충학자가 실험실에서 정성들여 돌본 결과 29년을 버티고 살았다.

여왕개미는, 하루에 수십개, 평생에 걸쳐 수천~수십만 개의 알을낳게 되는데, 혼인 비행에서 수개미로부터 받은 정자는 저장낭에 모아놓고, 산란할 때마다 꺼내 사용하게 됩니다. 더불어 여왕개미는 정자 사용 여부에 따라서, 암컷 일개미와 수컷 수개미를 구별해서 낳을 수 있습니다. 일개미는 정자를 사용한 유정란이며, 수개미는 정자를 사용하지 않은 무정란입니다.

6. 그렇다면, 개미 군락의 성비는 여왕개미가 결정하게 되는 것일까요?

꼭 그렇지만도 않았습니다. 하버드대학에서 연구하던 미국의 진화생물학자 트리버즈와 호프헤어 연구에 따르면. 개미 종에 따라서 알의 성비를 결정하는 쪽이 여왕개미일 수도, 일개미일수도 있었습니다.

 

일개미는 알에서 태어난 수개미를 직접 죽일 수도 있고, 먹이를 주지 않거나 돌보지 않아 간접적으로 죽일 수 있습니다. 

 

 

7. 여왕개미의 최후는..?

세월이 지나 여왕개미가 노쇠하고 산란 능력이 떨어지면,,일개미들은 여왕개미를 굴 밖으로 끌어내 쫓아내거나 죽입니다. 이러한 행위는 단체생활을 하는 벌 종류(벌사진)에서도 흔히 관찰되는 현상으로 자손을 낳지 못하는 여왕을 숙청해 버립니다. 

* 그렇다면, 여왕개미가 죽으면 그 집단은 어떻게 되는 걸까요?

 

개미 종마다 다른데, 멸망하는 종이 있는가 하면, 개미굴 안에 존재하는 공주개미와 수개미가 서로 교미하여 왕국을 유지하거나, 미국 케네소 주립대의 페닉 교수 연구진이 밝힌 인도 점프개미와 같이 기존 여왕개미가 죽게 되면 여왕개미가 되기 위해 일개미들이 경쟁하는 종도 있습니다.

 

 

 

한 군락에서 만들어내는 공주개미는, 10~10000마리에 달하는데,

한 마리의 공주개미가, 혼인비행에 성공해서 여왕개미가 되어, 성공적으로 자신의 왕국을 꾸리는 데에는500~1000마리중 단 1마리로, 극히 일부밖에 되지 않는다고 합니다.

 

 

오늘은 개미1편, 여왕개미에 대해 알아보았습니다.

다음편은 수개미와, 일개미에 대한 이야기로 찾아오겠습니다~

 

누군가에게는, 조금이나마 과학지식을 쌓는데 도움이 되었으면 좋겠습니다~:)

감사합니다~ 

 

출처 : 사이언스올 ‘여왕개미’ 네이버지식백과 ‘여왕개미’ 두산백과 ‘여왕개미’ 나무위키 – 개미 위키백과 – 개미 조선일보- 여왕개미 되려고 뇌까지 줄이는 개미(이영완 과학전문기자) 사이언스 타임즈- 여왕개미 일개미 ‘신분’ 어떻게 나뉠까. 도서 – 개미세계여행(벨트 휠도블러,에드워드 윌슨) 도서 – 개미(로랑켈러, 엘리자베스 고르동) ebs- 지식채널 ‘개미’