무당벌레과
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1. 개요
무당벌레과는 딱정벌레목에 속하는 곤충 과로, 전 세계에 분포하며 다양한 종을 포함한다. 무당벌레라는 이름은 화려한 색상과 무늬가 무당의 옷과 비슷하다는 데서 유래했다는 설이 있으며, 영어권에서는 'ladybird' 또는 'ladybug'로 불린다. 무당벌레는 0.8~18mm 크기로, 돔 형태의 몸과 독특한 색상 및 무늬를 가지며, 유충과 성충 모두 진딧물, 깍지벌레 등 해충을 잡아먹는 육식성 곤충이다. 일부 종은 초식성 또는 균식성을 띄기도 한다. 무당벌레는 생물학적 해충 방제에 이용되며, 인간과의 관계에서 긍정적인 역할을 하지만, 일부 종은 해충으로 간주되기도 한다. 한국에는 약 180종이 알려져 있으며, 육식성, 균식성, 초식성으로 나뉜다.
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| 무당벌레과 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
![''[[Coccinella septempunctata]]''](https://cdn.onul.works/wiki/noimage.png) | |
| 학명 | Coccinellidae |
| 명명자 | Latreille, 1807 |
| 일반명 | 무당벌레 딱지벌레 |
| 영명 | Ladybird ladybug lady beetle |
| 일본어 | テントウムシ (Tentōmushi) 天道虫 (Ten-dō-mushi) |
| 로마자 표기 | tentoumushi ten-dō-mushi |
| 화석 범위 | 에오세—현세 |
| 분류 | |
| 계 | 동물계 |
| 문 | 절지동물문 |
| 강 | 곤충강 |
| 목 | 딱정벌레목 |
| 아목 | 풍뎅이아목 |
| 하목 | 머리대장하목 |
| 상과 | 머리대장상과 |
| 아과 (전통적 분류, 아래 계통 발생 참고) | 홍점무당벌레아과 홍테무당벌레아과 무당벌레아과 애기무당벌레아과 좁쌀무당벌레아과 칠로코루스아과 에필라크나아과 |
| 학명의 이명 | |
2. 어원
'무당벌레'라는 명칭은 딱정벌레의 화려한 색상과 무늬가 무당의 옷과 비슷하다는 데서 유래했다는 설이 있다. 영어 일반명인 'ladybird'는 영국에서 유래되었으며, "Our Lady's bird" (성모 마리아의 새)로 알려져 있다.[28] 성모 마리아("Our Lady")는 초기 예술 작품에서 종종 붉은 망토를 입고 묘사되었으며, 일곱점무당벌레의 일곱 개의 점은 일곱 가지 기쁨과 일곱 가지 슬픔을 나타낸다고 한다.[6] 미국에서는 이 이름이 널리 'ladybug'로 채택되었다.[7] 곤충학자들은 노린재와의 혼동을 피하기 위해 ladybird beetles 또는 lady beetles라는 이름을 선호한다.[7][8][9][10] 다른 몇몇 국가의 이름도 이와 유사할 수 있는데, 예를 들어 독일에서는 Marienkäferde라고 불리며 '성모벌레' 또는 'ladybeetle'를 의미한다.[7] 무당벌레과를 뜻하는 ''Coccinellidae''라는 이름은 1807년 피에르 앙드레 라트레유가 명명했으며,[4] 라틴어 단어 coccineusla에서 유래되었고, 이는 '진홍색'을 의미한다.[5]
무당벌레는 0.8mm에서 18mm 크기의 작은 곤충이다.[11] 성충 암컷은 수컷보다 약간 더 크며, 성적 이형성을 보인다. 일반적으로 돔 모양의 등과 납작한 배를 가진 타원형이다.[28] 크고 넓은 겹눈과 7~11개 마디의 곤봉 모양 더듬이를 가지고 있다. 딱정벌레의 일종으로, 딱딱하고 겹치지 않는 앞날개인 딱지날개를 가지고 있으며, 이는 무당벌레가 날지 않을 때 연한 뒷날개를 덮는다. 다리는 비교적 짧으며, 부절 (다리 끝)에는 두 개의 발톱이 있다.
무당벌레는 번데기 과정이 있는 완전변태 곤충으로, 알-애벌레-번데기-성충의 단계를 거친다. 눈에 띄는 경계색을 지니는데, 이는 포식자들에게 독이 있거나 불쾌하다는 인상을 주기 위함이다. 실제로 무당벌레는 독을 가지고 있지만, 작은 새나 도마뱀 정도의 동물에게만 영향을 주는 정도이다. 위험을 느끼면 다리마디에서 독이 있고 불쾌한 냄새가 나는 노란색 액체(체액)를 분비하여 자신을 보호한다.[28]
3. 형태
무당벌레는 종종 독특한 색상과 무늬를 보인다. 딱지날개는 어두운 반점이 있는 밝은색이거나 밝은 반점이 있는 어두운색일 수 있다. 밝은 부분은 보통 노란색, 빨간색, 주황색, 갈색이며 반점은 크기, 모양, 개수가 다양하다. 일부 종은 줄무늬나 체크 무늬를 띠기도 한다. 카로틴은 밝은색을, 멜라닌은 어두운색을 만든다. 이러한 색과 무늬는 경고색 역할을 한다.[28]
무당벌레 유충은 길쭉하고 네모난 머리를 가졌으며, 털이나 강모로 덮여 있다.[28] 유충의 색깔은 회색, 청회색, 회갈색, 갈색 등이며 흰색, 노란색, 빨간색, 주황색 반점이 있기도 하다. 유충은 성충이 될수록 밝아지는 경향이 있다.
4. 생태
무당벌레는 따뜻한 봄(18℃ 이상)에 활동하며, 진딧물이 있는 식물에 노란색 알을 낳는다. 부화한 애벌레는 진딧물을 먹지만, 먹이가 부족하면 서로 잡아먹기도 한다. 애벌레는 탈피와 전용, 번데기 과정을 거쳐 어른벌레가 된다. 부화 직후에는 노란색 등껍질을 가지지만, 시간이 지나면 개성 강한 경계색을 갖춘다.
무당벌레는 종류와 환경에 따라 등껍질 색상과 무늬가 다르다. 꼬마남생이무당벌레는 베이지색, 진한 주황색, 검은색 등 다양한 색상을 띨 수 있다. 몸 크기 또한 3.5mm 정도인 꼬마남생이무당벌레부터 12mm 정도인 남생이무당벌레까지 다양하다.
일부 무당벌레는 번데기 상태로 겨울을 나기도 한다. 겨울에는 무리 지어 동면하며, 봄에 출현하여 포식 활동과 산란을 하고, 여름잠을 잔 뒤 가을에 다시 등장하여 번식, 산란하는 한살이를 가진다.
4. 1. 생활사
무당벌레는 번데기 과정이 있는 완전 변태 곤충이다.
온대 기후에서는 보통 늦봄에서 초여름에 번식한다. 더 따뜻한 온대 지역에서는 봄, 가을, 겨울에도 번식이 가능하며, 열대 종은 우기에 번식한다.[28] 짝짓기는 난혼이다. 일부 종의 암컷은 특정 크기와 색상의 수컷을 선호하여 짝을 선택하기도 한다. 수컷은 각각 14,000개의 정자를 포함하는 정자낭을 생성하여 암컷에게 3개를 삽입하는데, 암컷은 18,000개의 정자만 보관할 수 있다. 이는 정자 경쟁의 한 형태일 수 있다.[28][26]
암컷은 먹이를 쉽게 구할 수 있는 곳 근처에 알을 낳는데, 알은 밝은 노란색을 띠며 수직으로 세워 낳는다.[28] 한 덩어리의 알 개수는 종에 따라 다르며, 보통 두 자릿수이지만 일부 종은 평생 천 개 이상의 알을 낳기도 한다.
부화한 유충은 낳은 알을 포함하여 먹기 시작한다.[28] 특정 종은 부화 시 유충에게 미리 식량을 제공하기 위해 수정된 알과 함께 수정되지 않은 추가적인 영양란을 낳기도 한다. 수정되지 않은 알과 수정된 알의 비율은 알을 낳을 때 먹이가 부족할수록 증가한다.[27] 유충은 보통 4개의 령 단계를 거치며 그 사이에 3번의 탈피를 한다.
유충은 결국 번데기가 되는데, 이 과정에서 혹이 발달하고, 다리가 몸에 융합되며, 뒷부분이 표면에 부착된다.[28] 번데기는 종에 따라 유충의 껍질로 덮이거나, 부분적으로 덮이거나, 완전히 덮일 수 있다. 번데기는 대부분 움직이지 않지만, 자극을 받으면 머리를 움직일 수 있다.
성충이 되면 뒷날개를 가지게 되고, 딱지날개는 처음에는 부드럽고 밝은색이며 무늬가 없다. 각 발달 단계의 길이는 기후와 종에 따라 다르다. 예를 들어, ''Adalia bipunctata''의 경우 알은 4~8일 후에 부화하고, 유충 단계는 약 3주, 번데기는 7~10일 동안 지속된다.[28] 성충 무당벌레는 몇 시간 안에 최종적인 색상을 대부분 갖추지만, 몇 주 또는 몇 달 동안 완전히 어두워지지 않을 수도 있다. 성충의 수명은 최대 1년이다.[28]
온대 지역의 무당벌레는 겨울 동안 동면하거나 휴면에 들어갈 수 있다. 이 기간 동안 종에 따라 크고 작은 덩어리로 모인다. 겨울을 나는 곤충은 죽은 식물 아래에 모여 있는 저지대 지역과 바위 아래와 사초에서 동면하는 언덕 꼭대기에서 발견될 수 있다.[29] 특히 더운 여름이 있는 지역에서는 곤충이 여름 휴면 또는 하계 휴면을 겪으며, 열대 지역에서는 무당벌레가 건기 동안 휴면에 들어간다.[28]
4. 2. 비행
무당벌레는 주로 낮에 비행한다.[22] 뒷날개의 탄력 있고 원통형의 맥은 비행 시에는 뻣뻣해지고, 접을 때는 굽혀진다. 날개 접기는 막의 주름에 의해 더욱 촉진된다.[22] 무당벌레는 겨울잠을 자거나 번식하는 장소, 먹이가 더 많은 지역으로 먼 거리를 이동할 수 있다. 이들은 인식할 수 있는 랜드마크에 이끌리는 것으로 보인다.[23] 한 지역이 더 붐빌수록 더 많은 개체가 떠나지만, 먹이 종이 충분히 있다면 그곳에 남는다.[24] "사소한 비행"은 먹이를 찾거나 알을 낳을 장소를 찾을 때의 비행을 말한다.[23] 영국에서 종에 대한 한 연구에 따르면 무당벌레는 120km까지 비행할 수 있으며, 30km/h의 속도로 1100m에 가까운 고도에 도달할 수 있었다.[25]
5. 먹이
무당벌레는 먹이에 따라 육식성, 균식성, 초식성 종류로 나뉜다. 육식성 무당벌레는 성충과 유충 모두 진딧물, 깍지벌레, 잎벌레 유충과 같이 농작물과 나무에 피해를 주는 해충을 잡아먹는다. 19세기 미국에서는 귤나무를 해치는 이세리아깍지벌레의 천적인 베달리아무당벌레를 오스트레일리아에서 수입하여 해충의 수를 줄이기도 했다.[4] 칠성무당벌레는 진딧물을 잡아먹는 익충으로, 중세 농민들은 성모 마리아의 딱정벌레라고 부르며 칭송했다.[6] 노랑무당벌레는 식물의 잎에 기생하는 곰팡이와 같은 균류를 먹는다. 이십팔점박이무당벌레처럼 감자나 가지과 식물, 까마중의 잎을 먹는 초식성 무당벌레도 있다.
6. 천적
무당벌레는 노란색의 고약한 냄새가 나는 액체 때문에 새들은 거의 잡아먹지 않는다. 가지과 식물인 가지, 토마토, 감자에 피해를 주는 해충인 이십팔점박이무당벌레와 큰이십팔점박이무당벌레는 기생하여 죽게하는 기생파리, 고치벌, 좀벌 등의 기생곤충에 의해서 수가 조절된다. 이런 기생곤충들은 이십팔점박이무당벌레와 큰이십팔점박이무당벌레의 애벌레나 어른벌레 몸에 알을 낳는데, 기생당한 숙주는 양분을 빼앗겨 기생곤충의 애벌레가 빠져나와 번데기가 되면 죽는다. 그 외에도 침노린재과의 육식곤충인 침노린재나 파리매과 곤충인 파리매, 게거미도 이십팔점박이무당벌레와 큰이십팔점박이무당벌레의 체액을 빨아먹는 천적이다.
7. 인간과의 관계
무당벌레는 먹이 그물에서 포식자, 먹이, 기생 숙주 역할을 모두 수행한다.[30] 대부분의 무당벌레는 육식성이며 포식성으로, 진딧물, 깍지벌레, 담배가루이 등과 같은 해충을 잡아먹기 때문에 유익한 곤충으로 간주된다.[31] 귤 류의 해충 이세리아깍지벌레(Icerya purchasi)를 포식하는 베달리아무당벌레는 생물 농약으로 이용되는 대표적인 예이다.
베달리아무당벌레를 이용한 방제가 성공한 이후, 다른 무당벌레도 생물 농약으로 이용하려는 시도가 이루어졌지만, 성충은 금방 날아가 버리기 때문에 유충 시기에만 방제 효과를 얻을 수 있었다. 그래서 날지 못하는 무당벌레에 대한 연구가 물리적, 유전적 방법으로 진행되었다. 일본 농연기구는 야생에서 유래한 비행 능력이 낮은 계통을 선발하여 날지 못하는 무당벌레 품종을 개발해 2014년에 상품화했다.[66] 나고야 대학에서는 RNA 간섭 기술을 이용하여 성충의 날개를 작게 만드는 방법을 개발했다.[67][68][69] 나리타시의 지바현립 나리타세이료 고등학교에서는 청소기로 무당벌레의 움직임을 멈추고 접착제로 날개를 붙이는 방법을 연구하여 2013년에 우승, 2017년 특허 취득, 2018년 한정 판매를 시작했다.[70][71][72]
유럽에서도 날지 못하는 무당벌레가 연구되어 실용화되었지만, 외래종 무당벌레가 토착종에게 영향을 미쳐 판매가 중지되었고, 이후 토착종인 점박이무당벌레로 비슷한 연구가 진행되고 있다.[73]
무당벌레나 그 체액이 대량으로 부착된 포도로 만든 와인은 맛이 변하므로 ("무당벌레 오염"이라고 불린다), 무당벌레의 대발생은 와인의 상품 가치에 악영향을 미치고 있다.[75][76]
7. 1. 생물학적 방제
무당벌레는 진딧물, 깍지벌레 등 농업 해충을 잡아먹는 익충으로, 생물학적 해충 방제에 이용된다.[28] 19세기 미국에서는 귤나무를 해치는 이세리아깍지벌레의 천적인 베달리아무당벌레를 오스트레일리아에서 수입하여 깍지벌레 수를 줄이는 데 성공했다.[53] 솜깍지벌레를 먹는 베달리아무당벌레 유충(
최근에는 농작물의 무농약 재배를 위해 농약 대신 무당벌레를 사용하는 생물농약 활용이 증가하고 있다. 하지만, 성충 무당벌레는 쉽게 날아가 버리기 때문에 방제 효과가 유충 시기에 한정되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 날지 못하는 무당벌레 개발 연구가 한국을 포함한 여러 나라에서 진행되고 있다.[66] 일본 농연기구는 야생에서 유래한 비행 능력이 낮은 계통을 선발하여 날지 못하는 무당벌레 품종을 개발했다.[66] 나고야 대학에서는 RNA 간섭 기술을 이용하여 성충의 날개를 작게 만드는 방법을 개발했다.[67][68][69] 나리타시의 지바현립 나리타세이료 고등학교에서는 청소기로 무당벌레의 움직임을 멈추고 접착제로 날개를 붙이는 방법을 연구하여 성과를 거두었다.[70] 이러한 연구들은 생태계에 미치는 영향을 줄이면서 해충 방제 효과를 높이는 데 기여할 수 있다.
유럽에서도 날지 못하는 무당벌레가 연구되었지만, 외래종 무당벌레가 토착종에게 영향을 미쳐 판매가 중지되기도 했다.[73] 이는 생물학적 방제를 위한 외래종 도입에 신중한 접근이 필요함을 보여준다.
7. 2. 해충
무당벌레과 곤충 중 일부는 농작물에 피해를 주는 해충으로 간주된다. 무당벌레는 동아시아가 원산지이지만, 아메리카, 유럽, 아프리카 등지로 유입되어 문제를 일으키기도 한다.[51] 북미에서는 이 종이 가을에 실내로 들어와 떼를 지어 다니는 경우가 있다.[54][55] 또한, 무당벌레, 칠성무당벌레, 수렴무당벌레는 와인에서 무당벌레 냄새를 일으켜 와인 품질을 저하시키는 원인이 되기도 한다.[59]멕시코 콩벌레는 콩과 식물을 먹는 농업 해충이다.[60] 이십팔점박이무당벌레와 큰이십팔점박이무당벌레는 가지, 감자 등 가지과 식물의 잎을 갉아먹는 해충으로, '무당벌레붙이'라고도 불린다.
7. 3. 문화 속 무당벌레
무당벌레는 문화와 종교에서 행운, 사랑, 다산, 예언과 연관되어 중요한 역할을 해왔다. "무당벌레"는 사랑하는 사람을 부르는 애정 어린 표현으로 사용되기도 한다.[61] 유럽 민속에서는 무당벌레를 중매쟁이로 여겨, 여성에게 기어 올라간 다음 진정한 사랑에게로 날아간다고 믿었다. 또한 무당벌레는 기상 조건과 작물의 성장 정도를 예측한다고 알려져 있다.[61]기독교에서는 무당벌레를 천국의 문지기로 여기기도 했다. 무당벌레의 스웨덴어 이름인 ''Himmelska nycla''는 "천국의 열쇠"를 의미한다. 유대인들은 이 곤충을 "우리의 스승 모세의 암소"라고 불렀다. 체로키 족은 무당벌레를 "위대한 사랑받는 여성"으로 숭배했는데, 이는 의식 중에 무당벌레의 색상과 패턴으로 칠해지는 정부 최고위 여성에게 사용되는 칭호였다.[61]
무당벌레는 시와 동요에 널리 등장하며, 가장 유명한 것은 ''무당벌레야! 무당벌레야!''이다.[61]
속신에서는 무당벌레를 행복이나 연애와 관련된 길조로 여기기도 한다.
8. 분포 및 보존
무당벌레는 남극 대륙을 제외한 모든 대륙에서 발견된다.[51] 아시아와 아프리카 종은 다른 지역에 비해 연구가 덜 진행되었다.[51] 무당벌레는 땅과 나무 위 등 다양한 서식지에서 발견되며, 특정 식물을 전문적으로 이용하기도 한다. 일부 종은 높은 산, 건조한 사막, 추운 지역과 같은 극한 환경에서도 서식할 수 있다.[71] 가장 잘 알려진 종들 중 일부는 넓은 분포 범위를 가지지만, 다른 종들은 고유종으로 멸종 위협을 받고 있다.[51]
기후 변화, 농업, 도시화, 침입종은 무당벌레에게 위협이 된다. 기온 상승과 변동 증가는 무당벌레의 생물 다양성에 영향을 줄 가능성이 높다. 기후 변화는 유충의 크기를 감소시키고, 에너지 및 대사 요구량을 증가시키며, 종간 포식 행위를 증가시킬 수 있다. 농업과 도시화는 서식지 파괴와 동질화, 살충제 사용을 통해 무당벌레를 위협한다. 특히 북미의 ''C. septempunctata''와 전 세계적으로 퍼져있는 ''H. axyridis'' 같은 침입종은 토착종과의 경쟁에서 우위를 점하고, 토착종의 알을 먹기도 한다.[51][50] 
2022년 현재, IUCN 적색 목록에는 무당벌레의 보존 상태가 등재되어 있지 않지만, IUCN SSC 무당벌레 전문가 그룹이 활동하고 있다. 환경 보호론자들은 시민 과학 및 교육 프로그램, 서식지 보존 및 복원, 침입종 확산 방지, 글로벌 모니터링 프로그램 등 무당벌레 보호를 위한 여러 조치를 제안했다.[51]
9. 분류
과거 무당벌레과는 형태학적 특징을 기반으로 최대 7개의 아과(칠성무당벌레아과, 납작무당벌레아과, 무당벌레아과, 잎벌레무당벌레아과, 애무당벌레아과, 메츠브무당벌레아과, Sticholotidinae)와 35개의 족으로 분류되었다. 그러나 유전학 연구를 통해 이러한 아과 대부분의 단일 계통군(단일 조상)에 대한 의문이 제기되었다.[21][19]
2021년의 유전학 연구에서는 많은 종을 표본 추출하여 세 개의 아과, 즉 Microweiseinae(세 개의 족 포함), 무당벌레아과(26개의 족), Monocoryninae(한 개의 족)을 확인했다. 이 연구는 크라운 그룹이 약 143Mya경 초기 백악기에 나타났으며, 백악기 후기에 이 그룹이 급격하게 분화되었다는 것을 시사하는데, 아마도 피자식물의 다양성 증가가 진딧물과 같은 노린재목 곤충의 방사선을 장려했기 때문일 것이며, 무당벌레가 이를 먹고 살 수 있었다.[20]
2011년에 제창된 분류 체계에서는 다음의 2 아과로 재편되었다.
- 털무당벌레아과(Microweiseinae)
- 털무당벌레족(Serangiini)
- 치비무당벌레족(Sukunahikonini) (Microweiseini 족에 포함시키는 설도 있다)
- 무당벌레아과(Coccinellinae)
- 칠성무당벌레족(Chilocorini)
- 얼룩무당벌레족(Coccidulini)
- 무당벌레족(Coccinellini)
- 잎벌레무당벌레족(Epilachnini)
- 고슴도치무당벌레족(Hyperaspini)
- 베다리아무당벌레족(Noviini)
- 아미다무당벌레족(Ortaliini)
- 네점무당벌레족(Platynaspini)
- 메다마무당벌레족(Shirozuellini)
- 메츠브무당벌레족(Sticholotidini)
- 치비구치비루무당벌레족(Telsimiini)
10. 한국의 주요 종
국내에는 약 180종의 무당벌레가 서식하는 것으로 알려져 있다. 하지만 이들 중 절반 이상은 5mm 미만의 작은 종이다.[82]
10. 1. 육식성
무당벌레는 종에 따라 식성이 크게 다르며, 진딧물이나 깍지벌레 등을 먹는 육식성 종류, 흰가루병균 등을 먹는 균식성 종류, 가지과 식물 등을 먹는 초식성 종류의 3가지로 나눌 수 있다. 이 때문에 농작물에게는 익충과 해충으로 크게 나뉜다. 육식성 종은 최근에는 농작물의 무농약화를 할 때 농약 대신 사용되는 생물농약 중 하나로 활용되고 있다.국내에서는 약 180종이 알려져 있다. 하지만 절반 이상은 5mm에 미치지 못하는 작은 종이다[82]。 무당벌레아과(Madarinae)만이 초식이며, 다른 5아과가 육식성이지만, 무당벌레아과(Coccinellinae)의 곰팡이진드기족(Halyziini)에는 균식성인 것이 있다[83]。
| 이름 | 학명 | 특징 |
|---|---|---|
| 칠성무당벌레 | Coccinella septempunctata | 아프리카, 유럽, 아시아까지 널리 분포하는 대표적인 무당벌레이다. 몸길이는 8mm 정도로, 날개는 붉고, 이름처럼 7개의 검은 점이 있다. 개체 간에 무늬의 변이는 없다. 진딧물이나 잎응애를 먹지만, 먹이가 부족해진 유충은 서로 잡아먹기도 한다. |
| 무당벌레 | Harmonia axyridis | 아시아에 널리 분포하며 칠성무당벌레와 함께 대표적인 종류이다. 몸길이는 7mm 정도이다. 칠성무당벌레와 달리 검은 바탕에 2개의 붉은 점, 검은 바탕에 4개의 붉은 점, 빨간색이나 노란색에 많은 점, 빨간색이나 노란색의 무지개 등 체색에 많은 변이가 있다. 진딧물을 포식한다. |
| 점박이무당벌레 | Cheilomenes sexmaculata ({{lang|la|syn.|} | } Menochilus sexmaculatusla)