꿀벌 장속 세균이 노령화 기준된다
미국 아리조나주 Tucson에 있는 농업연구청 Carl Hayden 꿀벌 연구센터의 연구결과에 의하면, 꿀벌이 나이가 들어감에 따라 여왕벌의 경우 장에 분포하는 미생물 종의 변화가 천천히 일어나는 반면, 일벌의 경우에는 훨씬 더 빠르게 변하는 것으로 조사되었다.
연구진들은 꿀벌 장 미생물의 구성과 노화와 스트레스와의 긴밀한 연관성을 밝혔다. 이러한 결과는 여왕벌 양육, 영양 및 기타 관리 방법을 개선하여 꿀벌 집단의 건강을 좋게 할 수 있는 방향을 제시한다고 설명한다.
벌집에 여왕벌이 알을 낳으면 이 여왕벌을 중심으로 집단을 이루는데 양봉가가 집단을 교체하기 전까지 일반적으로 약 3년간 유지된다. 그러나 최근에는 여왕벌이 자신의 집단을 거느리는 것에 실패하는 경우가 많다고 한다. 이는 12년 전부터 문제가 되고 있는 벌 집단의 소실이 증가하는 요인 가운데 하나이다. 현재 여왕벌의 비용은 마리당 약 25 달러로 벌 집단의 소실은 양봉가들에게 경제적인 부담과 함께 노동력을 증가시키고 있다.
꿀벌의 장에 있는 미생물은 신진 대사, 발달 및 성장, 면역 체계 기능 및 병원균으로부터 보호하는 중요한 역할을 한다. 꿀벌의 장에 존재하는 핵심 미생물은 일반적으로 꿀벌에 공통으로 존재하는 10~12종 그룹의 박테리아 중에서 5~7종의 박테리아 종 그룹이 대부분을 차지한다. 장 미생물의 구성은 꿀벌의 나이와 집단에서 이들의 역할에 달려 있다.
농업연구청 연구진들은 여왕벌이 나이가 들어감에 따라 여왕벌의 장내 미생물에서 인간을 포함한 포유류에서 유익한 유산균으로 알려진 락토바실러스와 비피더스균이 천천히 증가한다는 것을 발견하였다. 동시에 여왕벌의 장 미생물에서 건강하지 않은 미생물의 불균형과 관련이 있는 프로테오박테리아 종의 수치는 감소된다. 이 변화의 속도는 여왕벌의 출생 후 나이보다는 생물학적 연령과 더 관련이 있다.
여왕벌은 공급받는 영양 및 극한의 기온에 노출된 것과 같은 다양한 환경 스트레스에 대한 노출의 정도에 따라 생물학적으로 다른 속도로 나이를 먹는다.
흥미롭게도 이들 연구에서 연구자들은 일벌 성충에서는 검출되지 않는 새로운 잠재적으로 여왕벌에서만 특이하게 존재하는 병원균인 델프티아속 박테리아(프로테오박테리아문)을 발견했다. 여왕벌의 입과 창자에서 델프티아속 박테리아 발생의 많고 적음이 유익한 것으로 알려진 박테리아의 수준과 반대로 작용하였다. 이러한 결과는 델프티아속 박테리아가 초기 여왕벌의 사망률에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.
비교해 보면, 일벌의 노령화로 락토바실러스와 비피더스균의 수치가 떨어지고, 프로테오 박테리아의 수가 높아졌다. 일벌의 미생물은 특히 연령에 따라 매우 예측 가능한 방식으로 변하였다.
이것은 일벌 장에 존재하는 미생물 종류의 빠른 변화가 집단 감소 또는 실패에 대한 경고 지표로 사용될 수 있음을 의미한다.
이 새로운 정보를 꿀벌의 미생물 강화에 적용하면 노화를 늦추거나 생리학적 스트레스를 물리치는 새로운 전략이 될 수 있다. 또한 상대적으로 간단한 꿀벌의 미생물에 대한 이해를 높임으로서 꿀벌이 인간을 포함한 다른 종의 훨씬 더 복잡한 미생물을 연구할 수 있는 훌륭한 모델을 제공할 것으로 기대하고 있다.
■정봉남<미국 농업연구청 상주연구원(농진청 소속)>
