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일부 야생 꿀벌의 무지갯빛 색깔은 습도에 반응한다.

일부 꿀벌은 날씨에 따라 색깔이 변한다.
일부 야생 꿀벌의 무지갯빛 색깔은 습도에 반응한다.

새로운 실험에 따르면, 일부 야생 꿀벌의 반짝이는 색깔은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 다양하며, 날씨와 환경에 따라 변하는 것으로 나타났다. 예를 들어, 북미 땀벌은 건조한 공기에서는 푸른색을 띠지만, 습도가 높으면 노란색에서 주황색으로 반짝인다. 이는 꿀벌의 큐티클에 있는 색소를 생성하는 나노 구조가 습도에 반응하기 때문이라고 연구팀은 "Biology Letters"에 발표했다. 

▲ 이 북미산 땀벌은 건조한 공기에서는 녹색을 띠지만, 습한 공기에서는 더 노란빛이 도는 주황색을 띈다. © Leslie Cervantes Rivera

나비 날개와 딱정벌레 외골격의 무지갯빛, 블루베리의 푸른색, 그리고 카멜레온의 놀라운 색깔 변화를 가능하게 하는 것은 바로 이러한 구조적 색깔이다. 이 모든 현상에서 색을 만들어내는 것은 색소가 아니라 나노 구조다. 미세한 결정, 층상 구조 또는 격자 구조가 빛을 특정한 방식으로 굴절시켜 무지갯빛과 생생한 색상을 만들어낸다.

많은 꿀벌의 색깔 또한 이러한 구조적 색소에 기반한다. 런던 퀸 메리 대학교의 주저자인 매들린 오스트왈드(Madeleine Ostwald)는 "우리가 꿀벌을 생각할 때 흔히 갈색 꿀벌을 떠올린다"며, "하지만 실제로는 꿀벌은 놀라울 정도로 다채롭고 다양하다"고 말했다. 예를 들어, 많은 난초벌(Euglossini), 벽돌벌(Osminii), 땀벌(Halictidae)은 무지갯빛 몸을 가지고 있다.

땀벌, 기후 실험에 나서다

이제 일부 꿀벌은 색깔을 바꿀 수도 있다는 사실이 밝혀졌다. 오스트왈드 연구팀은 기존의 관찰 보고에서 영감을 받아 박물관 표본과 시민 과학 앱 iNaturalist에 있는 수백 장의 이미지를 활용하여 이 현상을 더 자세히 조사했다. 실험실에서 연구팀은 북미 종인 아가포스테몬 수브틸리오르(Agapostemon subtilior) 땀벌을 다양한 습도 조건에 노출시켰다.

이러한 접근 방식을 택한 이유는 다른 연구에서 일부 동물의 색을 내는 나노 구조가 습도에 반응한다는 사실이 밝혀졌기 때문이다. "물을 흡수하면 색을 내는 구조물이 팽창하여 빛의 굴절률이 변할 수 있다"고 연구팀은 설명했다. 하지만 이 현상은 이전에는 알려지지 않았고 꿀벌에 대해서는 자세히 연구되지 않았다. 오스트발트와 그의 동료들은 이제 이 부분을 바로잡았다.

주황색에서 노란색으로

실제로 실험 결과 땀벌의 색깔은 습도에 따라 변하는 것으로 나타났다. "약 56%의 정상 습도에서는 이 벌들이 녹색이다"고 생물학자들은 보고했다. "하지만 습한 공기에 노출되는 시간이 길어질수록 벌의 큐티클은 점점 주황색에서 노란색으로 변했다." 반대로 건조한 공기에 노출되었을 때는 벌의 몸 표면이 점점 푸른빛을 띠었다.

이러한 색 변화가 야생에서도 일어난다는 사실은 iNaturalist 앱의 Agapostemon subtilior 이미지를 통해 확인됐다. 오스트발트와 그의 연구팀은 각 이미지가 촬영된 시점의 습도를 측정했다. 이 연구는 미국 내 건조한 지역에서 채집된 아가포스테몬(Agapostemon) 표본 사진이 습한 서식지에서 채집된 표본보다 평균적으로 더 청록색을 띤다는 사실을 밝혀냈다.

▲ 야생 꿀벌 아가포스테몬 수브틸리오르(Agapostemon subtilior)는 구조 색소 덕분에 반짝이는 색을 띈다. © Jeremiah Bender

다른 꿀벌 종에서도 유사한 현상이 나타날 가능성이 높다.

"이번 연구 결과는 습도가 땀벌의 구조적 색상을 직접적이고 가역적으로 변화시킬 수 있음을 보여준다"고 오스트발트(Ostwald) 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 이러한 색 변화가 다른 야생 꿀벌 종에서도 나타날 것으로 추정한다. 오스트발트는 "대부분 사람은 카멜레온처럼 동물의 색깔 변화를 능동적인 조절과 연관 짓는다"며, "하지만 이 꿀벌들은 스스로 색깔을 선택하는 것이 아니라, 주변 환경의 습도에 반응하여 수동적으로 색깔이 변하는 것이다"고 설명했다.

아직 정확한 메커니즘은 밝혀지지 않았지만, 연구팀은 다층 구조의 나노색소 구조체가 수분 흡수에 반응하여 팽창하면서 장파장인 황록색 빛을 더 많이 반사하는 것으로 추측한다.

이번 연구는 곤충의 색깔 변화에 있어 기후의 역할에 대한 기존 관념을 완전히 새롭게 조명한다. "우리는 이 동물들의 외형이 서식지의 기후를 어떻게 반영하는지 이제 막 이해하기 시작했을 뿐이다"고 오스트발트는 했니다.

참고: Royal Society – Biology Letters, 2026; doi: 10.1098/rsbl.2025.0803
출처: Queen Mary University of London

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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