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- 모기의 위험 탈출 확률은 92%
- 야행성 Anopheles 모기는 어둠 속에서 최대 회피 성능을 보여
- 주간 Aedes 모기는 가장 높은 일광 강도 동안 파리채를 가장 잘 피해
- 야행성 모기는 주간 모기보다 훨씬 더 많은 곡선 비행을 한다.

모기가 파리채를 피하는 방법
회피 전략은 모기가 활동하는 시간에 따라 다르다.

회피 전문가: 

모기는 파리채와 같이 다가오는 위험을 피하기 위해 독창적인 전략을 개발했다. 그들의 회피 기동은 특히 조명 요인에 맞게 조정된다. 낮에 활동적인 모기는 공격자를 볼 수 있고 적에게서 탈출하기 위해 표적 기동을 수행할 수 있다. 반면 야행성 모기는 상대가 예측할 수 없는 불규칙한 비행 경로에 의존하는 경향이 있다. 

▲ 모기들은 종종 피를 빠는 동안 공격을 피해야 한다. © panom/GettyImages

모기와 같은 흡혈 곤충은 먹이를 얻기 위해 희생자에게 상륙해야 한다.
그것이 항상 쉬운 것은 아니다. 그들의 숙주 동물과 우리 인간은 모기를 흔들어 죽이고 다른 방어 조치를 취함으로써 모기를 예방하려고 노력하기 때문이다. 모기는 차례로 적의 공격을 피하기 위해 다양한 전략을 개발했다.

기계식 파리채로 위험을 시뮬레이션

모기의 위험 탈출 전략을 더 자세히 조사하기 위해 네덜란드 Wageningen 대학의 Antoine Cribellier와 그의 동료들은 인공 비행장에서 야행성 말라리아 모기 Anopheles coluzzii와 주간 모기 Aedes aegypti를 연구했다. 그들은 기계식 파리채로 사람 손의 공격을 시뮬레이션하고 고속 카메라로 모기의 3D 움직임을 기록했다.

모기가 파리채의 범위 안에 들어올 때마다 "방어 공격"을 촉발했다.
연구원들은 완전한 어둠에서 둔한 대낮에 이르기까지 4가지 다른 조명 조건에서 이에 대한 모기의 반응을 테스트했다. 그들은 이 환경 요인이 모기의 탈출 전략에 영향을 미치는지 여부와 방법을 결정하기를 원했다.

▲ 그림 1실험적 설정, 테스트된 조건 및 기록된 비행 궤적 (A–C) 5개 카메라 실시간 추적 시스템과 이벤트 트리거 기계식 채찍이 있는 비행 경기장의 개략도. (D 및 E) 모기가 비행장 한가운데에 있는 가상 구체로 날아갈 것으로 예측되었을 때 기계 채찍의 움직임이 촉발됐다. (D) 기계 채찍의 공격 운동학. (E) 채찍을 촉발하고 탈출 또는 충돌을 초래한 두 개의 비행 트랙의 예(각각 녹색 및 빨간색). 충돌, 미스 및 탈출의 예는 각각 비디오 S1, S2 및 S3에서 볼 수 있다. (F) 채찍 위치와 기록된 모든 모기 비행 궤적의 시간적 역학. (G) 각 실험일 동안 모기는 하루 중 활동 기간(각각 Anopheles 및 Aedes의 경우 야간 및 주간) 동안 3개의 반 무작위로 변경된 조명 조건에서 날아갔다. Anopheles와 Aedes는 각각 낮과 어둠에서 거의 비행하지 않기 때문에 이러한 조건에서 실험을 수행하지 않았다. (출처: 관련논문 : Diurnal and nocturnal mosquitoes escape looming threats using distinct flight strategies / 실험 동영상은 이 논문의 온라인판에서 볼 수 있다)

모기의 탈출 확률은 92%

테스트에 따르면 놀랍게도 많은 수의 모기가 파리채의 공격을 피했다.
기록된 1만 건 이상의 공격 중 기계적 채찍이 모기를 공격한 경우는 8%에 불과했다. 성공 여부는 빛의 강도에 달려 있다. "야행성 Anopheles 모기는 어둠 속에서 최대 회피 성능을 보인 반면, 주간 Aedes 모기는 가장 높은 일광 강도 동안 파리채를 가장 잘 피할 수 있었다"고 Cribellier와 그의 팀은 보고한다.

두 모기 종 모두 회피 가능성을 높이는 다양한 트릭을 사용했다.
연구팀은 “모기가 더 빨리 날거나 급회전을 하면 공격을 받을 가능성이 줄어든다”고 설명했다. "모기의 포식자와 숙주는 종종 공격하기에 최적의 조건을 기다리기 때문에 이러한 예측할 수 없는 비행 행동은 공격이 시작되는 것을 막을 수도 있다.“

비행 전략을 "식사 시간"으로 조정했다.

모기가 사용하는 회피 전략은 하루 중 시간과 일반적인 조명 조건에 따라 달라진다.
일주성 모기 Aedes aegypti는 일반적으로 표적 회피 기동을 비행하므로 비행 테스트에서 알 수 있듯이 두 가지 요인에 의해 공격을 받을 위험을 줄일 수 있다. 이를 위해 모기는 다가오는 위험을 볼 수 있어야 한다. 즉 빛이 있어야 한다는 의미다. 따라서 Aedes aegypti는 높은 민첩성과 향상된 기동성을 통해 주간 사냥을 완벽하게 수행했다.

반면에 어둠 속에서는 야행성 모기인 Anopheles가 우세하다.
비록 테스트에서 덜 결정적인 회피 기동을 날렸지만, Aedes 모기보다 더 빠르고 훨씬 더 많은 곡선을 가지고 있었다. 그녀는 채찍의 날카로운 위협에도 불구하고 이러한 예측할 수 없는 비행 행동을 보여주었다. 분명히 이 종의 모기는 밤마다 숙주를 찾는 동안 다가오는 공격을 볼 수 없기 때문에 일반적인 예방책으로 불규칙한 궤적을 사용한다.

▲ 그림 3 날아다니는 모기의 대부분은 채찍으로 잡지 못한다. (A 및 B) 비행 운동학 매개변수의 정의: (A) 탈출 속도 및 모기와 채찍 사이의 최소 거리, (B) 예상 비행 경로에서 모기의 유클리드 거리로서의 비행 경로 편차. (C–E) 모기와 채찍 사이의 최소 거리(실제 또는 가상), 예상 비행 경로로부터의 거리 및 탈출 속도 각각의 시간 역학. 여기에서 기록된 각 비행 트랙의 데이터는 회색으로 표시. 스와터를 켰을 때와 껐을 때 모든 트랙의 평균과 표준편차는 각각 주황색과 검은색으로 표시. (F) 처음에 그것을 향해 날아가서 채찍을 촉발시켰음에도 불구하고 경기장 중앙의 구체에 들어가지 않은 모기의 비행 경로(파란색 데이터). (출처: 관련논문 Fig 3)

모기장을 위한 새로운 개발 접근법

Cribellier와 그의 동료들은 "이것은 낮과 밤에 활동하는 모기가 빛의 강도에 따라 비행 행동을 적응시킨다는 것을 보여준다"고 말했다. "그들의 회피 기동은 조명 조건이 일반적으로 피를 빨아들이고 숙주의 공격이 가장 잘 일어나는 곳일 때 가장 효과적이다.“

연구된 두 모기 종은 인간 숙주에 대한 선호도가 높으며 둘 다 말라리아, 황열병, 지카열 및 뎅기열과 같은 치명적인 질병의 매개체다. "따라서 우리의 결과는 종별 모기장을 개발하거나 기존 시스템을 최적화하는 데 도움이 될 수 있다"고 연구팀은 설명했다.
(Current Biology, 2022; doi: 10.1016/j.cub.2022.01.036)
출처: Wageningen University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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