미국의 양봉가들은  작년에 관리된 벌집의 55% 이상을 잃었습니다  . 이는 미국 양봉 검사관이 2011년에 이 문제를 조사하기 시작한 이래 가장 높은 손실률입니다. 버몬트 대학 과학자와 국제 협력자들이 실시한 새로운 연구는 미래에 질병에 더 강한 벌집을 번식시키는 데 도움이 될 수 있는 꿀벌의 위생 행동을 테스트하는 새로운 방법을 뒷받침합니다.

버몬트 대학교 버몬트 꿀벌 연구소 소장이자 이 연구의 주저자인 사만다 알저는 "양봉업자들이 지속 불가능한 속도로 벌을 잃고 있다"고 말합니다. "80년대에는 양봉업자들이 벌집을 잃는 비율이 10~12%였지만, 지금은 30~50%에 달합니다. 매년 소나 돼지를 키우는 농부들에게 이런 일이 일어난다고 상상해 보세요."

그녀는 양봉가들이 새로운 벌을 번식시키는 데 능숙하기 때문에 꿀벌 개체 수는 큰 손실에도 불구하고 비교적 안정적으로 유지된다고 설명했습니다.

하지만 이는 양봉가의 시간과 자원 낭비일 뿐만 아니라 토종  수분 매개자 에게도 위험을 초래합니다 . 관리된 꿀벌의 병원균이 야생 꿀벌 개체군으로 확산될 수 있습니다. 알저의 연구실은 양봉가들과 협력하여 내한성과 내병성을 갖춘 꿀벌 군체를 육성하여 취미 양봉가와 전문 양봉가에게 판매합니다. 양봉가들이 위생적인 ​​행동, 즉 건강에 해로운 벌떼를 식별할 수 있도록 돕는 것도 이 과정의 일부입니다.

버몬트 대학교 농업생명과학대학 연구 조교수인 알저는 "양봉가에게는 병원균 수를 줄이기 위해 화학적 처리나 개입을 하는 것보다, 스스로 질병을 관리하는 데 더 잘 적응한 벌을 키우는 것이 훨씬 더 바람직합니다. 물론 이는 벌에게 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다."라고 말합니다. "핵심은 양봉가가 정말 위생적인 ​​군집을 어떻게 식별하느냐입니다. 이를 위해 수행할 수 있는 다양한 검사가 있는데, 이 UBeeO는 일종의 새로운 검사 방법입니다."

알저 연구팀은 최근 노스캐롤라이나 대학교 그린스버러 캠퍼스 과학자들이 개발한 선별 도구를 연구했습니다. 이 도구는 병들거나 죽어가는 벌들이 분비하는 페로몬을 모방하여 벌집의 위생 행동을 검사합니다. 연구진은 UBeeO 검사를 통해 바이리모르파  ( Vairimorpha  , 많은 양봉가들이 노제마(Nosema)라고 부르는)와 백악부리벌(chalkbrood)을 포함한 곰팡이 감염 등 벌 개체 수를 크게 감소시킬 수 있는 여러 해충과 병원균에 내성을 가진 벌집을 찾아낼 수 있다는 것을 발견했습니다. 연구 결과는 오늘  Frontiers in Bee Science 에 게재되었습니다 .

"UBeeO는 바로아 응애에 더 강한 저항성을 가진 군체를 식별하는 것으로 알려져 있지만, 다른 해충이나 병원균을 조사하는 데 사용된 적은 없습니다."라고 알저는 말합니다. "이 새로운 분석법은 다른 스트레스 요인에 저항성이 있는 군체를 식별하는 데 사용될 수 있다는 것을 발견했습니다."

작동 원리

꿀벌 군체를 상상해 보세요. 상자형 벌통 안에는 육각형 구멍이 있는 틀이 있고, 여왕벌은 각 칸에 알을 하나씩 낳습니다. 알이 부화하면, 유충은 성장하는 유충에게 먹이를 주고, 유충이 성충으로 성장할 때까지 보호할 목적으로 밀랍으로 칸을 덮습니다. 유충이 성장하거나 죽으면, 유충 칸의 뚜껑을 열고 번데기를 제거하여 벌통의 나머지 부분을 보호합니다. 이를 위생 행동이라고 하며, 페로몬은 이 과정에서 중요한 역할을 합니다.

"다른 연구자들은 죽음과 관련된 화합물인 죽음 페로몬을 발견했습니다."라고 UNC 그린즈버러의 연구 과학자이자 이 연구의 공동 저자인 카이라 와고너는 말합니다. "유명 생물학자 EO 윌슨이 이를 최초로 발견한 사람 중 한 명입니다. 그는  죽은 개미 에서 올레산이 방출된다는 것을 발견했습니다 . 벌에서도 같은 현상이 발견되었는데, 이는 더 강력한 신호일 가능성이 높습니다. 죽은 개미가 세포 내에서 기본적으로 분해되면서 올레산이 성장하는 것입니다. 건강하지 못한 개미에서 나오는 신호는 이러한 죽음 페로몬과는 다르며, 훨씬 더 미묘할 가능성이 높습니다."

양봉가를 위한 이전 위생 검사는 벌이 죽은 벌집을 감지하는 능력을 시험한다는 아이디어에 기반을 두었습니다. 가장 일반적인 방법 중 하나인 동결 벌집 검사는 뚜껑을 덮은 벌집의 일부에 액체 질소를 붓고 24시간 동안 기다려 벌들이 죽은 벌집을 제거하기 시작하는지 확인하는 것입니다. UBeeO 검사는 다릅니다.

"액체 질소를 사용하여 성장 중인 번데기나 유충을 죽이는 대신, 죽거나 병든 알에서 분비되는 것과 동일한 화학 물질을 모방한 합성 페로몬 혼합물을 사용합니다."라고 알저는 설명합니다. "즉, 벌이 죽은 알을 식별하는 능력을 테스트하는 대신, 병든 알을 식별하는 능력을 테스트하는 것입니다. 즉, 이 테스트는 벌이 경험하는 상황을 좀 더 선택적이고 현실적으로 반영할 수 있다는 뜻입니다."

와고너는 박사 과정 중 유해한 애벌레 냄새와 관련된 화학 물질을 발견한 후 UBeeO를 공동 개발했습니다. 그녀는 UBeeO를 현장 양봉가들에게 제공하기 위해 옵테라(꿀벌목인 벌목에서 이름을 따옴)를 공동 설립했습니다. 옵테라는 2024년에 출시되었습니다.

"아주 새로운 기술입니다."라고 Wagoner는 말합니다. "현재 10개국 이상에서 테스트를 마쳤고, 최소 5개국에서 육종 프로그램이 진행 중이므로 앞으로 훨씬 더 많은 데이터가 확보될 것입니다."

조사의 강도

이 연구는 버몬트, 노스캐롤라이나, 호주 세 지역에서 수행된 UBeeO 검사에 중점을 두고 병원균 및 질병에 내성이 있는 군체를 인식하는 데 있어 UBeeO 검사의 효과를 평가합니다. UBeeO 검사는 덮개가 있는 세포에 합성 페로몬을 뿌린 후 두 시간 동안 유모벌들이 발달 중인 벌들의 상태를 검사하기 시작하는지 확인하는 과정입니다. 손상된 세포의 비율이 UBeeO 점수입니다. 연구진은 UBeeO 점수가 높을수록 질병 발생률이 낮다는 것을 발견했습니다. 또한, 일반적인 꿀벌 병원균에 대한 질병 저항성의 다양한 역치도 확인되었습니다.

"적어도 이 호주 데이터세트를 통해 우리가 발견한 것은, UBeeO 검사에서 백악질병에 대한 내성을 갖추려면 13%의 반응률만 달성하면 된다는 것입니다. 반면, 응애에 대한 내성을 갖추려면 UBeeO 검사에서 55% 또는 60%의 반응을 달성해야 합니다."라고 Wagoner는 설명합니다. "꿀벌의 반응성은 특정 질병이 새끼에게 얼마나 강력하거나 해로운지에 따라 크게 달라집니다. 백악질병은 새끼를 죽이기 때문에, 꿀벌은 질병을 감지하기 위해 그렇게 민감하게 반응할 필요가 없습니다."

바로아 응애 감염은 더욱 까다롭습니다. 이 작은 기생성 응애는 약 40년 전 미국에 유입되었으며, 벌 개체군에 질병을 전파하는 매개체입니다. 이들은 군집에 심각한 위협을 가하며, 덮개가 있는 벌집 안에 알을 낳고 자라는 번데기를 먹으며 번식합니다. 유모벌이 문제를 감지하지 못하면, 어린 꿀벌이 부화할 때 바로아 응애가 벌집으로 방출됩니다. 벌집 덮개가 벗겨지면 응애의 생활 주기가 교란되므로, 위생적인 ​​관리가 매우 중요합니다.

이 연구는 또한 UBeeO 검사를 통해  바이리모르파(Vairimorpha  , 이전 명칭: 노제마)에 내성을 가진 군체를 식별할 수 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 바이리모르파는 성충 벌에만 영향을 미치고 유충에는 영향을 미치지 않습니다. 이 발견은 위생적인 ​​행동이 바이  리모르파  수치를 낮추는 데 어떻게 작용하는지에 대한 새로운 연구를 촉진했습니다. 

" 바이리모르파 의 경우  , 그들이 무엇을 하는지가 미스터리입니다."라고 알저는 말합니다. "위생적인 군집들이 우리가 알고 있는 것 외에도 다른 행동을 보일 수도 있습니다."

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–버몬트 대학교