오존에 노출된 개미, 서로 못 알아보고 공격… 대기오염, 사회 불안정까지 부른다

오존 같은 대기오염 물질이 개미의 의사소통망에 문제를 일으켜 공격성을 높인다는 연구 결과가 나왔다.
위키피디아 제공

독일 막스 플랑크 화학 생태학 연구소 진화 신경 곤충학 연구부, 사회 행동 연구그룹, 막스 플랑크 차세대 곤충 화학 생태학 연구센터, 중국 선전 농업 유전학 연구소 공동 연구팀은 대기오염 물질이 증가하면 개미 같은 사회적 동물 군집의 의사소통에 문제를 일으켜 공격성을 높인다고 4일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 3일 자에 실렸다.

앞선 연구들에서는 오존이 곤충의 성(性)페로몬에 존재하는 탄소 이중 결합을 분해해 구애 신호를 차단한다는 사실을 밝혀냈다. 오존에 노출된 수컷 초파리가 암컷과 다른 수컷을 구별하지 못하거나 종(種)간 교미 장벽을 없애버려 생식 능력이 없는 잡종 후손을 낳는 것도 관찰했다.

이에 연구팀은 사회성 높은 곤충에게 대기오염물질인 오존이 어떤 영향을 미치는지 밝혀내기 위해 6종의 개미를 100ppb 농도의 오존에 20분 동안 노출한 다음 둥지로 돌려보내고 행동을 관찰했다. ppb는 10억분의 1로, 1ppb는 전체 10억 개 중 특정 입자가 1개 포함됐다는 것을 의미한다. 100ppb는 더운 여름철 대기 오염이 심할 때 종종 측정되는 오존 수치다.

그 결과, 6종 중 5종의 개미 집단에서는 오존에 노출됐다가 집으로 돌아온 개미들을 위협하거나 공격하는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 개미는 종 특유의 탄화수소 혼합물을 생성해 동료를 인식하는데, 증가한 오존은 이 혼합물을 분해해 같은 종의 개미들이 서로를 인식하지 못하게 한다.

그러나 ‘클론 공격 개미’로 불리는 우세라에아 비로이(Ooceraea biroi) 종의 개미는 오존에 노출된 다음에도 동료에게 공격성을 보이지 않았다. 비로이 종은 여왕개미 없이 암컷인 일개미만 있고 스스로 알을 낳아 번식하는 무성생식을 하며, 다른 개미들과는 달리 공격성도 낮은 특성 때문이기도 한 것으로 설명됐다.

연구를 이끈 마르쿠스 크나덴 막스 플랑크 화학 생태학 연구소 수석 연구원은 “오존에 오염된 성체 개미들이 있는 군집은 오존에 노출되지 않은 군집보다 유충 폐사도 많은 것이 관찰됐다”고 말했다. 크나덴 수석 연구원은 “이번 연구 결과는 개미가 생태계에서 해충 방제 같은 중요한 역할을 하는데, 대기 오염 물질 때문에 개미 군집에 문제가 발생하면 전체 생태계에 악영향을 미칠 수 있다”고 덧붙였다.

유용하 과학전문기자