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- 여왕벌 근처 전령 벌이 구간별로 패로몬 전달, 각가자 안테나 역할.
- 표적을 향해 페로몬 분자를 부채질해 떼를 형성하게 한다.
- 다른 동물의 의사소통을 이해하는 데 큰 도움

꿀벌은 향기를 제어하며 "전화 체인"을 사용한다.
구간별 페로몬 이동을 통해 꿀벌이 조율된 떼를 형성할 수 있다.

단계 구간별 전달 :
꿀벌은 정교한 향기 네트워크를 통해 무리 형성을 만든다.
각 개체는 증폭기와 안테나 역할을 한다. 여왕이 페로몬을 방출하자마자 그녀와 가장 가까운 노동자들도 페로몬을 방출하고 날개 팬을 통해 다음 동물에게 전달한다. 

가장 먼 동물에게 전달되는 향기 메시지 네트워크가 생성되는 것이다. 

▲ 꿀벌은 조화로운 향기 네트워크를 사용하여 떼를 형성한다. © Peleg Lab

꿀벌은 엄청난 성능을 발휘한다.
벌집에 복잡한 구조를 만들고, 꿀을 저장하고, 번식하는 여왕의 자손을 돌본다.
또한 인식력을 갖고 흔들리는 춤의 도움으로 서로 계산하고 의사소통 할 수 있다.
냄새 분자를 통해 서로 아이디어를 교환하거나 여왕의 명령을 받을 수도 있다.
그러나 꿀벌이 특별한 땀샘에서 생산하는 이 페로몬은 공기 중에서 흩어지기 전에 일정 거리 만 이동할 수 있다.

그들은 멀리서 어떻게 의사소통할까?

여왕 근처에 있지 않은 꿀벌은 어떻게 이러한 화학적 신호를 인식하고 조정된 무리를 형성할 수 있을까? 볼더(Boulder)에 있는 콜로라도 대학의 듀 응우엔(Dieu Nguyen)과 함께 일하는 연구원들은 최근 이 질문을 조사했다. Nguyen의 동료 오리트 펠렉(Orit Peleg)은 “꿀벌에게는 여왕이 어디에 있는지 알고 그녀와 가까이 있는 것이 매우 중요하다”고 말했다.

조사의 시작점은 꿀벌이 여왕 주위에 모여서 떼를 형성하고, 복부를 들어 올리고 날개를 펄럭이는 관찰이었다. 최대 1천 마리의 꿀벌 그룹을 대상으로 한 실험에서 과학자들은 곤충이 떼를 짓는 것을 카메라로 기록함으로써 여왕의 냄새 분자가 퍼지는지 테스트했다.
그런 다음 그들은 식민지에서 꿀벌의 위치와 방향을 자동으로 추적하는 컴퓨터 프로그램으로 영상을 분석했다. 팀은 이것을 사용해 모델을 만들었다.

표적을 향해 부채질

실제로 :
꿀벌의 흥분된 날개 움직임 뒤에는 아마도 향기를 전달하는 방법이 있을 것이다.
꿀벌은 여왕이 페로몬을 생산할 때 알아차린 다음 자신의 페로몬을 만들었음을 발견됐다.
그런 다음 그들은 이 향기를 멀리 떨어진 다른 꿀벌에게 전달했다.
"날개를 부채질하면 페로몬 땀샘을 통해 공기를 빨아들이고 분자를 날린다"고 Peleg는 설명했다.

벌들이 무차별적으로 향기를 퍼뜨리지 않는 것이 눈에 띈다.
"신호는 특정 방향으로 전송되며 그 방향은 여왕으로 부터 멀어지는 경향이 있다"고 Peleg는 말했다. 약 30분 후 모든 꿀벌은 여왕을 찾을 수 있었다.
연구원은 "개미와 같은 동물의 환경에서 페로몬을 분포시키는 많은 예가 있다"고 덧붙였다. “그러나 이 페로몬은 수동적으로만 퍼진다. 여기서 벌들은 이 신호를 적극적으로 조종한다."

▲ 꿀벌은 자신의 여왕을 찾는 현지화 문제를 해결하기 위해 지시된 휘발성 의사 소통을 사용한다. 출처: 관련논문 Flow-mediated olfactory communication in honeybee swarms

전화망처럼

Nguyen과 그녀의 동료에 따르면, 이것은 큰 네트워크를 만든다.
여왕과 가장 가까운 꿀벌은 냄새 분자를 냄새 맡고 의식적으로 자신의 페로몬을 뒤에 있는 꿀벌에게 전달한다. 다음 꿀벌 줄은 다시 메시지를 전달하고 식민지의 모든 꿀벌이 알림을 받을 때까지 체인이 계속된다.
Peleg는 “이는 마치 서로 통신하고 신호를 증폭하는 안테나가 있는 통신 네트워크와 거의 같다”고 말했다.

특별한 점은 벌집에 배치된 전령 벌이 관찰된 영역에 체계적으로 배포한다는 것이다.
Nguyen은 “향기로운 꿀벌 사이의 거리는 매우 균일했다. 이것은 페로몬이 검출될 수 있는 어떤 종류의 농도 임계치가 있고 벌들이 그것에 반응했음을 시사한다"고 덧붙였다.

 

더 많은 연구 필요

연구자들에 따르면 결과는 꿀벌의 사회생활이 어떻게 조직되어 있는지 보여준다.
곤충이 함께 일할 때 어떤 복잡한 서비스를 얻을 수 있는지 명확해진다.
Nguyen과 그녀의 팀은 “벌의 자연스러운 의사소통 솔루션은 동물의 집단적 행동을 더 잘 이해할 수 있게 한다”고 설명했다.

그러나 원격 통신에 대한 질문은 아직 열려 있다.
예를 들어, 연구팀은 이러한 통신 네트워크가 미래에 정확히 어떻게 작동하는지 명확히 하고 싶어한다. 예를 들어, 몇 마리의 꿀벌 만이 여왕으로부터 메시지를 보내거나 벌집의 모든 구성원이 페로몬 냄새를 맡고 스스로 부채질을 할 수 있을까?

(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021,

doi: 10.1073/pnas.2011916118)
출처: University of Colorado at Boulder

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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