빨간집모기

1. 개요

빨간집모기는 전 세계의 도시 및 교외 지역에 분포하는 모기 종으로, 습하고 온화한 기후에서 번성한다. 유충은 늪, 웅덩이 등 자연 서식지와 통, 하수구와 같은 인공 서식지에서, 성충은 외부로부터 보호받는 곳에서 서식한다. 빨간집모기는 끈끈이장구채 등의 꽃가루받이를 하며, 척추동물의 혈액과 꽃꿀 등 당분을 섭취한다. 암컷은 혈액을, 수컷은 당분만을 먹으며, 짝짓기는 기온이 온화할 때 이루어진다. 이 모기는 웨스트 나일 바이러스 등 다양한 질병을 매개하며, 모기 물림은 알레르기 반응을 유발할 수 있다.

2. 분포

집모기는 전 세계의 도시 및 교외 온대 및 열대 지역에서 발견될 수 있다. 북아메리카, 남아메리카, 유럽, 일부 아시아 지역과 북부 아프리카를 포함한 대부분의 대륙에서 널리 분포한다.

3. 서식지

빨간집모기는 대부분 습하고 덥고 온화한 기후에서 번성한다. 캘리포니아 개체군의 경우, 대부분의 빨간집모기 암컷은 C. stigmatosoma 또는 C. tarsalis와 달리 겨울 동안 생식 휴면에 들어가지 않고 숙주 탐색 중단 단계에서 겨울을 난다.

3.1. 유충 서식지

빨간집모기 유충의 서식지는 자연 서식지와 인공 서식지 두 가지로 나눌 수 있다. 자연 서식지에는 늪, 웅덩이, 퇴비 더미, 시내, 얕은 연못 등이 있다. 인공 서식지로는 통, 하수구, 간헐적인 웅덩이 등이 있다. 이러한 서식지를 구성하는 물질의 pH 값, 물의 염분 함량, 환경 온도 등의 물리적, 화학적 구성 요소는 유충 생존에 매우 중요한 영향을 준다. 유기물이 많이 포함된 환경은 빨간집모기 유충의 생존에 긍정적인 영향을 준다.

3.2. 성충 서식지

빨간집모기는 겨울철에 지하실, 창고, 동굴 등 외부로부터 보호받는 지역에서 생존한다. 월동 습성은 위치, 온도, 광주기(유기체가 햇빛을 받는 시간)에 따라 달라진다. 출산 경험이 있는 암컷은 미출산 암컷과 함께 겨울을 날 수 있다. 캘리포니아 개체군의 경우, 대부분의 C. pipiens 암컷은 C. stigmatosoma 또는 C. tarsalis와 달리 겨울 동안 생식 휴면에 들어가지 않고 숙주 탐색 중단 단계에서 겨울을 난다.

4. 생태

빨간집모기는 끈끈이장구채, 사철쑥, 서양톱풀의 꽃가루받이이다. 자외선 영역에서 볼 수 있으며 꽃에서 UV 신호를 사용하여 꽃을 찾는다.

실험실 연구를 통해 빨간집모기의 생존율과 관련된 pH 수준, 서식지에 존재하는 유기 물질 수준, 온도 및 염도 수준이 측정되었다. 이러한 연구에 따르면 빨간집모기는 이러한 모든 지표에서 극단적인 값에서도 생존할 수 있으며, 이는 그들의 광범위한 생태적 특성을 보여준다. 광범위성은 생물이 넓은 범위의 서식지 또는 생태적 조건을 견딜 수 있는 능력을 설명한다. V. V. 타라브린과 M. M. 오를로프에 따르면, 유충에서 성충으로의 발달은 20~25일 이내에 이루어진다. 번식에 가장 적합한 기온은 26°C~29°C, 상대 습도는 ≈ 80%, 수온은 16°C 이상이다.

5. 생활사

모든 모기 유충은 물속에서 살기 때문에 물속에서 꼬물거리는 듯한 움직임을 보여 "장구벌레"라고 불리기도 한다. 유충의 발달 기간은 7일에서 10일 사이이며, 이 기간 동안 번데기 단계에 도달한다. 번데기 단계에서 유기체는 먹이를 섭취하는 시간을 줄이고 물 표면으로 이동하여 노출된 표면에서 공기를 흡입하는 데 더 많은 시간을 할애한다. 번데기 단계에서 약 1~3일이 지나면 모기 성충이 나타난다.

유충의 성장 속도는 온도, 먹이와 물 공급, 유충 밀도, 그리고 그들이 태어난 번식기의 특성과 같은 요인에 따라 달라진다. 자체흡혈은 혈액을 섭취하지 않고도 알을 낳을 수 있는 능력을 말한다. 이 특성은 빨간집모기 복합체 내에서 다양하며, 암컷이 알을 낳기 위해 음식물 오염의 위험을 감수하지 않기 때문에 병원체 전파를 제한할 수 있다.

6. 생리

빨간집모기(C. pipiens)는 혈액 소화와 난소 발달 사이에 강한 상관관계가 있다. 혈액 소화가 난소 발달로 이어지는 주기를 영양생식 주기라고 한다. 이는 혈액원 찾기, 혈액 소화, 산란의 세 단계로 이루어진다. 산란은 난생이라고도 한다. 암컷 빨간집모기가 거치는 주기의 수는 다양한 환경 요인에 따라 달라진다. 영양생식 주기마다 암컷의 생식 기관, 위, 인두에 형태학적 변화가 일어난다. 특히 온도는 혈액 섭취율과 난소 발달과의 상관관계에 영향을 미치는 환경 요인 중 하나이다.

7. 먹이

빨간집모기는 옅은 갈색 또는 회갈색을 띠며, 복부에 밝은색 줄무늬가 있다. 길이는 3~7mm이며, 액체를 빨아들이는 데 사용되는 길쭉한 주둥이를 가지고 있다.

7.1. 먹이원

빨간집모기(Culex pipiens)는 다양한 먹이를 섭취한다. 당분은 빨간집모기에게 혈액과 비슷한 양의 에너지를 제공하는 중요한 먹이원이다. 수컷과 암컷 모두 후각 및 시각적 단서를 통해 발견되는 식물 당분, 꽃 꿀, 감로를 섭취하여 당분을 얻는다. 암컷은 수컷과 달리 혈액과 당분을 모두 먹이로 섭취하지만, 수컷은 에너지원으로 이러한 당분원에만 의존한다. 암컷은 먹이를 얻기 위해 조류, 사람, 소 등과 같은 혈액 숙주를 찾는다. 2018년 연구에서는 빨간집모기가 서로 다른 연령의 미선골샘 분비물을 구별하여 (집참새(Passer domesticus)에서 테스트) 둥지 새끼보다 성체 조류에 더 끌린다는 것을 발견했다.

7.2. 먹이 획득

빨간집모기(C. pipiens)의 먹이 획득 활동은 활성화, 방향 설정, 착륙, 탐색 등의 여러 단계로 이루어진다. 숙주를 찾는 데에는 환경으로부터의 시각적 신호와 화학적 신호가 모두 필요하며, 이를 통해 C. pipiens는 숙주의 위치를 감지할 수 있다.

8. 교미

빨간집모기는 일반적으로 기온이 온화할 때 교미하며, 많은 종은 기온이 약 10.0°C에 도달하면 번식을 시작한다. 기온 조건 때문에 모기의 번식기는 지역과 기후 특성에 따라 다르다. 빨간집모기(C. pipiens)의 성적 활동은 유충 발달 단계에서 처음 나타난 후 2~3일 이내에 시작된다. 촉각 섬모는 빨간집모기의 짝짓기에 중요한 역할을 하는데, 수컷은 촉각 섬모를 이용하여 암컷 짝을 찾고, 암컷은 먹이를 찾는 데 사용한다.

8.1. 수정

온도는 수정 결과에 직접적인 영향을 미친다. 연구에 따르면 암컷의 인공수정은 더 높은 온도에서 성공적인 결과를 얻는 데 의존하는데, 낮은 온도는 발달이 덜 된 C. pipiens 알의 수를 증가시키기 때문이다. 수정 결과에 영향을 미치는 또 다른 요인은 암컷의 나이이다. 1972년 Lea와 Evans는 암컷의 나이가 많아질수록 인공 수정된 암컷의 수가 급격히 증가한다는 결과를 얻는 연구를 수행했다. 구체적으로, 18~24시간 이상 된 암컷만이 수컷의 짝짓기에 성공적으로 인공 수정될 수 있다. 또한, C. pipiens는 평생 동안 한 번만 (그리고 한 파트너와) 짝짓기를 하는 일부일처제 종으로 여겨진다.

8.2. 암컷 거부 발길질

빨간집모기(C. pipiens) 암컷은 구애하는 수컷을 쫓아내기 위해 거부 발길질을 할 수 있다. 이러한 행동에도 불구하고, 구애하는 수컷이 거부 발길질 후에도 암컷에게 받아들여질 수 있다. 연구에 따르면, 구애하는 수컷은 첫 번째 생식기 접촉 시 암컷에게 38.95%의 비율로 받아들여지고, 암컷의 거부 발길질 후에는 17.89%의 비율로 받아들여진다. 이는 암컷이 거부 메커니즘을 수행하더라도 수컷과 암컷 빨간집모기 사이의 성공적인 짝짓기 가능성이 있음을 보여준다.

오른쪽 다리를 사용하여 거부 행동을 수행하는 암컷의 성공률이 왼쪽 다리를 사용하는 암컷보다 높았다. 이는 암컷이 특정 수컷과의 짝짓기를 거부하는 행동 메커니즘을 보여주며, 왼쪽 다리보다 오른쪽 뒷다리를 사용하는 것이 더 효과적인 거부 메커니즘으로 작용할 수 있음을 보여준다.

8.3. 번식지 특성

빨간집모기는 물, 특히 홍수가 발생한 지역이나 고인 물에서 번식한다. 자연 늪, 정화조, 배수로 및 기타 정비되지 않은 인공 수역을 포함한 다양한 장소를 번식지로 이용한다. 유기물이 존재하는 환경은 유충 발달에 필수적이다. 모든 모기 종은 물속에서 사는 유충을 낳는데, 빨간집모기 유충은 특히 유기 물질 오염이 심한 정체된 물에서 잘 자란다.

번식지에 존재하는 유충의 밀도는 생존율, 발달 기간, 그리고 암컷이 생산하는 알의 수에 영향을 미친다. 1973년 연구에 따르면, 유충 밀도가 20~50개체 사이일 때 생존율이 가장 높고 발달 기간이 가장 빨랐다. 밀도가 높아지면 생존한 암컷이 생산하는 알의 수가 감소했다.

8.3.1. 군집 비행 패턴

군집 비행은 실험을 통해 군집 비행이 불가능한 실험 환경에서도 성공적인 짝짓기가 이루어질 수 있음이 밝혀져 빨간집모기의 짝짓기에 필수적인 것은 아니다. 빨간집모기의 짝짓기는 암컷이 휴식을 취할 때 발생할 수 있다. 그러나 특정 개체군에서 군집 비행이 어떻게 작동하는지에 대한 증거는 발견되었다. 태양의 위치는 군집 비행 패턴에 영향을 미치며, 일몰과 일출과 관련된 빛 패턴은 군집 비행을 유발할 수 있다. 군집 비행은 보통 빨간집모기가 군집 비행이 발생해야 하는 위치를 나타내는 데 사용하는 뚜렷한 지표로 발전한다. 이러한 군집 형성 내에서 빨간집모기는 타원형 루프 패턴으로 움직이는 것이 관찰되었다.

8.4. 자체흡혈

자체흡혈은 혈액을 섭취하지 않고도 알을 낳을 수 있는 능력을 말한다. 이 특성은 빨간집모기 복합체 내에서 다양하며, 암컷이 알을 낳기 위해 음식물 오염의 위험을 감수하지 않기 때문에 병원체 전파를 제한할 수 있다.

9. 질병 매개체

빨간집모기(Culex pipiens)는 웨스트 나일 바이러스, 세인트루이스 뇌염, 조류 말라리아(Plasmodium relictum) 및 사상충 등 다양한 질병을 옮기는 것으로 알려져 있다. 세계 보건 기구에 따르면, 모기에 의해 전파되는 질병은 2017년에 전 세계적으로 약 3억 5천만 명에게 영향을 미쳤다.

9.1. 모기 물림

모기 물림은 따뜻하고 노출된 신체 부위에 영향을 미칠 수 있으며, 물린 부위에 대한 반응은 심각성에 따라 다르다. 모기는 주둥이를 사용하여 혈액을 섭취하고, 혈액을 소화하는 과정에서 숙주에 침을 주입한다. 많은 사람은 모기의 침에 대해 알레르기 반응을 보인다.

9.2. 아르보바이러스 질병

집모기는 리프밸리열, 일본뇌염, 웨스트 나일 바이러스 등 다양한 아르보바이러스 질병을 전파한다. 리프밸리열은 아프리카에서 발생했으며, 일본뇌염은 동아시아 국가에서 널리 퍼져 있고, 웨스트 나일 바이러스는 전 세계적으로 관찰되었다.

10. 전 세계적 영향

영국에서 2019년 2월, 서나일열 바이러스 전파에서 빨간집모기의 잠재적 역할에 대한 이론적 모델링 연구가 보고되었다. 이 연구는 2015년 잉글랜드 남부에서 수행된 연구의 실증적 데이터를 활용하여, 빨간집모기가 가장 번성하고 개체수가 많은 계절을 식별하는 데 도움을 주었다.