오리엔트말벌

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1. 개요

오리엔트말벌(Vespa orientalis)은 말벌과에 속하는 사회성 말벌의 일종이다. 중앙아시아, 서아시아, 중동, 북동아프리카, 남유럽 등지에 분포하며, 붉은 갈색 몸과 노란색 띠, 턱을 가지고 있다. 이들은 땅 속에 둥지를 짓고, 여왕벌을 중심으로 수천 마리의 일벌이 군체를 이룬다. 오리엔트말벌은 소리 진동을 통해 의사소통하며, 꿀벌을 공격하여 해충으로 간주되기도 한다. 또한, 배의 노란색 줄무늬는 햇빛을 흡수하여 에너지를 변환하는 데 사용되며, 2010년 이스라엘과 영국의 연구진은 이러한 특성을 발견했다. 1992년 우주왕복선에 실려 무중력 상태에서 둥지 짓는 행동을 실험하는 등, 다양한 연구가 진행되었다.

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오리엔트말벌 - [생물]에 관한 문서
기본 정보
키프로스에 있는 오리엔트말벌
학명	Vespa orientalis
명명자	Linnaeus, 1771
영명	Oriental hornet (오리엔트말벌)
일본어명	오리에ந்தோ스즈메바치 (オリエントスズメバチ)
분포	[[파일:Vespa orientalis Distribution Map2.svg\|오리엔트말벌 분포]]
생물학적 분류
계	동물
문	절지동물문
강	곤충강
아강	유시아강
목	벌목
아목	스즈메바치아목
상과	스즈메바치상과
과	스즈메바치과
아과	스즈메바치아과
속	스즈메바치속
보존 상태
IUCN 적색 목록	정보 부족 (DD)
참고 문헌
참고 문헌	VARIATION OF VENOM AND THORACIC MUSCLE PROTEINS OF VESPA ORIENTALIS POPULATIONS IN RELATION TO GEOGRAPHICAL ISOLATION IN SOUTHERN SINAI PROTECTORATES, EGYPT Oriental hornets HUNTING BEHAVIOR OF THE ORIENTAL HORNET, Vespa orientalis L., AND DEFENSE BEHAVIOR OF THE HONEY BEE, Apis mellifera L., IN IRAQ

2. 분류 및 계통

말벌과(Vespidae)에 속하는 말벌과 호르넷인 말벌은 오리엔트말벌(V. orientalis)이다. 오리엔트말벌은 참말벌을 구성하는 속인 ''말벌''(Vespa)의 일원이다. V. orientalis는 건조 기후에 고유하게 적응하여 형태학적 데이터만으로는 속 ''Vespa''의 다른 종들과의 계통발생 관계를 평가하기 어려웠다. 따라서 최근에야 분자 계통발생학을 사용하여 V. orientalis가 ''Vespa affinis'' 및 ''Vespa mocsaryana''와 가장 밀접한 관계가 있다는 증거가 제시되었다. V. orientalis를 포함한 많은 말벌 내에서 아종을 인식하는 역사가 존재하지만, 속 ''Vespa''의 가장 최근의 분류학적 개정판에서는 속 ''Vespa''의 모든 아종 이름을 동의어로 취급하여, 지역별 색상 형태에 대한 비공식적인 이름 이상으로 격하시켰다.^[3]

3. 형태

성체 말벌은 두 쌍의 날개를 가지고 있으며, 몸길이는 25mm~35mm이다. 수컷과 일벌은 여왕벌보다 작다. 오리엔트말벌(''V. orientalis'')은 붉은 갈색이며, 복부에는 뚜렷한 굵은 노란색 띠가 있고, 눈 사이 머리 부분에는 노란색 반점이 있다. 매우 강력한 턱을 가지고 있으며, 자극을 받으면 물 수 있다. 암컷(일벌과 여왕벌)은 산란관을 가지고 있는데, 이것은 알을 낳는 데 사용되는 튜브 모양의 특수 기관이다. 산란관은 복부 끝에서 뻗어 있으며, 침으로도 사용된다.

수컷(드론)은 더듬이의 마디 수로 일벌과 구별할 수 있다. 드론은 13개의 마디를 가지고 있는 반면, 일벌은 12개만 가지고 있다. 여왕벌의 몸길이는 25~35mm이며, 수컷벌이나 일벌은 그보다 작다. 수컷의 더듬이는 13마디이지만, 암컷은 12마디이다.

오리엔트말벌은 유럽 말벌(''V. crabro'')과 비슷하며, 동아시아의 아시아 왕말벌(''V. mandarinia'')과 혼동해서는 안 된다. 말벌과 외관이 매우 흡사하며, 장수말벌과 혼동해서는 안 된다.

4. 분포

오리엔트말벌은 중앙아시아, 서아시아의 아르메니아와 터키에서 인도, 네팔까지, 중동, 북동아프리카, 에티오피아와 소말리아와 같은 일부 아프리카 열대 국가, 남유럽의 일부 지역인 크로아티아, 보스니아, 몬테네그로, 북마케도니아, 알바니아, 그리스, 스페인, 불가리아, 키프로스, 몰타, 시칠리아, 이탈리아 반도의 남부에 분포한다.^[15] 오리엔트말벌은 칠레, 마다가스카르, 멕시코, 중국의 신장 위구르 자치구를 포함한 다른 지역으로 인간에 의해 유입되었으며, 벨기에와 영국으로 과일을 통해 간혹 유입되기도 한다.^[15] 오리엔트말벌은 북아프리카, 중동, 서남아시아 일부 지역과 같은 사막 기후에서 발견되는 유일한 말벌속 종이다.

지중해 연안에서 흔히 발견되지만, 마다가스카르와 인도에서도 발견된다. 그러나 인간에 의한 외래종의 이입으로 인해 서식지가 남아메리카와 멕시코까지 확산되기 시작했다.^[15]

5. 생태

2010년, 이스라엘과 영국의 대학 연구팀은 오리엔트말벌의 배에 있는 노란 줄무늬가 햇빛을 흡수하여 에너지로 변환할 수 있다는 것을 발견했다. 주요 대사 활동은 노란색 색소층에서 일어나는데, 이 과정은 xanthopterin|잔토프테린^영어이라고 불리는 색소에 의해 이루어진다. 이러한 특성은 오리엔트말벌이 대부분의 말벌과 달리 강렬한 햇볕 아래에서 더 활발하게 활동하는 이유를 설명해 줄 수 있다.^[16]

5. 1. 둥지

오리엔트말벌은 일반적으로 땅 속에 둥지를 짓고 산다. 각 벌집 세포의 지붕 밑면에는 하나 이상의 다결정 물질의 광물 과립이 부착되어 있다.^[4] 둥지는 군체가 사는 여러 개의 벌집을 포함한다. 둥지는 주로 땅 속에서 발견되지만, 일부 종이 둥지는 속이 빈 나무 안, 운송 컨테이너, 주차된 차량, 항공기 등 보호된 공간에 건설된다. 종이 둥지를 짓기 위해 일벌들은 섬유를 수집하기 위해 잔가지, 나뭇가지 및 관목에서 나무 껍질을 벗겨낸다.

5. 2. 군체 생활

오리엔트말벌은 매년 봄, 이전 가을에 교미한 단 한 마리의 여왕벌에 의해 형성되는 계절성 군집에서 생활한다. 가을에는 성숙한 군집의 여왕벌이 새로운 여왕벌과 수벌로 발달할 알을 낳는다. 교미 후, 수벌은 죽고 새로 수정된 여왕벌은 겨울 동안 동면할 은신처를 찾는다. 새로 설립된 군집은 늦여름과 초가을에 군집의 개체 수와 활동이 최고조에 달할 때까지 봄과 여름 동안 성장한다. 군집의 최대 크기는 수천 마리에 달하며, 일반적으로 600~900개의 개별 세포를 포함하는 3~6개의 벌집으로 구성된다.

''베스파 오리엔탈리스''는 사회성 말벌의 일종이다. 이들은 한 마리의 여왕벌과 수천 마리의 일벌들이 함께 모여 군체를 이루며 생활한다. 사회성 말벌은 번식 능력이 없는 일벌들이 군집의 이익을 위해 일하는 이타주의를 실천한다는 점에서 특이하다. 이는 군집의 모든 개체가 밀접한 관계를 맺고 있기 때문에 나타나는 현상이다.

5. 3. 사회 구조

군체 내 계급 체계는 군체 내에서 유일하게 생식 가능한 암컷인 여왕에 의해 지배된다. 여왕 아래에는 일벌(딸)과 수벌(아들)이 있다. 수벌은 여왕과 마찬가지로 생식 역할만 한다. 일벌은 나머지 노동을 담당하며, 서로 다른 작업을 수행하는 데 특화되어 있다. 일벌은 먹이를 찾고, 쉼터를 제공하고, 군체를 방어하며, 여왕의 자손으로 구성된 군체의 새끼를 돌보는 역할을 한다.

5. 4. 의사소통

오리엔트말벌은 소리 진동을 통해 의사소통을 한다. 의사소통에 사용되는 세 가지 주요 진동 유형은 여왕에게 보내는 탭, 각성 탭, 유충의 배고픔 신호이다. 일벌들이 여왕을 향해 탭을 할 때 세 가지 효과가 나타난다. 여왕은 알을 낳을 빈 집을 찾기 위해 벌집을 탐색하기 시작하고, 일벌들은 전형적인 임무를 수행하며, 유충의 배고픔 신호는 즉시 중단되고 최소 30분 동안 재개되지 않는다. 이러한 탭의 주요 목적은 여왕이 더 많은 알을 낳도록 장려하는 것으로 보인다. 일벌의 각성 탭은 군체 내 활동의 전반적인 강화를 유발한다. 낮 동안에는 효과가 미미하다. 그러나 밤에는 진동이 전체 군체를 깨우고, 이는 유충이 배고픔 신호를 시작하고 일벌들이 유충에게 먹이를 주기 위해 먹이를 찾도록 한다. 유충의 배고픔 신호는 낮 동안 유충 활동에 감지 가능한 변화를 일으키지 않는다. 그러나 일벌들은 더 많은 관심을 기울이고 진동이 발생한 근처의 세포에 더 많은 음식을 제공한다. 밤에는 유충들이 서로의 배고픔 신호를 모방하여 둥지 전체를 깨운다.

5. 5. 이타성과 혈연 선택

Vespa orientalis^영어 말벌은 일벌들이 모두 여왕의 딸인 군집 생활을 하며, 일벌들은 모두 자매 관계이다. 사회성 벌은 반수배수성을 보이는데, 이는 수컷은 모두 반수체이며 수정되지 않은 알에서 발달하고, 암컷은 이배체이며 수컷으로부터 수정된 알에서 발달한다는 것을 의미한다. 여왕은 일반적으로 단 하나의 수컷과만 짝짓기를 한다. 각 수컷은 자신의 자손에게 전달할 염색체를 한 세트만 가지고 있다. 따라서 부계를 공유하는 자매 일벌들은 서로 매우 밀접한 관계를 갖는다. 각 일벌은 아버지의 유전자 100%와 어머니의 유전자 50%를 물려받았으므로, 자매들과 평균 75%의 관련성을, 여왕과는 50%의 관련성을 갖는다. 따라서 일벌은 자신의 유전자 생존을 최적으로 보장하기 위해 여왕과 여왕의 군집을 돌보는 것이 이득이 된다. 자신의 이익뿐만 아니라 다른 사람의 이익을 위해 행동하는 개체를 이타주의라고 한다.

6. 다른 종과의 상호 작용

오리엔트말벌은 메뚜기, 파리, 꿀벌, 말벌 등 다른 곤충을 잡아먹고, 그 곤충들로 군체의 유충을 먹인다. 또한 신선하거나 상한 고기 조각, 생선과 같이 새끼들을 위한 다른 동물성 단백질도 수집한다. 성충은 꿀, 감로, 과일과 같은 탄수화물을 섭취한다.

6. 1. 먹이

오리엔트말벌은 메뚜기, 파리, 꿀벌, 말벌과 같은 다른 곤충을 잡아먹고, 이 곤충들로 군체의 유충을 먹인다. 또한 신선하거나 상한 고기 조각, 생선과 같이 새끼들을 위한 다른 동물성 단백질도 수집한다. 성충은 꿀, 감로, 과일과 같은 탄수화물을 섭취한다.

6. 2. 꿀벌과의 충돌

말벌은 동물성 단백질(벌 또는 유충)과 탄수화물(꿀)을 모두 얻을 수 있는 최적의 장소로 벌집을 활용한다. 오리엔트말벌은 벌집에 심각한 피해를 주는 것으로 알려져 있다. 특히, 여러 국가에서 꿀벌 군집을 공격하는 주요 해충으로 꼽힌다.

7. 생리

오리엔트말벌(V. orientalis^la)은 다른 말벌과 달리 한낮에 가장 활발하게 활동한다. 턱으로 흙을 집어 옮겨 땅속에 둥지를 짓는데, 굴착 활동은 일사량과 상관관계가 있어 햇빛이 강할수록 활발해진다.

말벌 독은 그람 양성균인 황색포도상구균과 고초균, 그람 음성균인 대장균과 폐렴막대균에 대해 시험되었으며, 독 추출물은 그람 양성균 성장을 억제하여 잠재적인 치료제로 간주된다.^[5]

2024년 연구에 따르면, 오리엔트말벌은 최대 80% 에탄올 함유 설탕 용액을 먹어도 행동이나 수명에 부정적인 영향을 보이지 않았다.^[6] 알코올 탈수소 효소 유전자를 여러 개 가지고 있어 알코올을 빠르게 대사하며, 과일을 발효시키는 사카로마이세스 세레비시에(양조 효모)와 공생 관계에 있어 다른 경쟁자로부터 음식 경쟁을 줄이는 것으로 추정된다.^[7]

2010년 연구에서는 오리엔트말벌 배의 노란 줄무늬가 햇빛을 흡수해 잔토프테린 색소를 통해 에너지로 변환한다는 사실이 밝혀졌다.^[16] 표피는 해로운 자외선으로부터 보호하는 노란색 색소를 함유하고 있으며,^[8] 갈색 부분에는 멜라닌이 함유되어 있다. 갈색 표피는 약 30개 층, 노란색 표피는 15개 층으로 구성되어 있으며, 모두 표면에 떨어지는 가시광선의 99%를 흡수한다.^[8]

효소 활성은 노란색 잔토프테린 과립 층에서 어두운 환경에 보관된 말벌에서 더 높게, 자외선(UV) 빛에 노출된 말벌에서는 더 낮게 나타났다. 노란색 줄무늬가 빛에 노출되면, 밝은 조건과 어두운 조건 사이의 전위차가 증가하며, 프테린은 근자외선에서 청색광으로의 광수용 및 광변환에 역할을 하여 광합성에도 관여할 수 있다.

''V. orientalis''의 가슴에는 체온 조절 기관이 있는데, 이 기관은 신체 나머지 부분보다 6°C 더 높고 주변 온도보다 9°C 더 높게 유지된다.

7. 1. 독과 항균 효과

말벌의 독은 그람 양성균인 황색포도상구균과 고초균, 그리고 그람 음성균인 대장균과 폐렴막대균에 대해 시험되었다. 독 추출물은 그람 양성균의 성장을 억제하는 데 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 독은 잠재적인 치료제로 간주된다.^[5]

7. 2. 알코올 내성

에탄올은 영양가가 있지만, 대부분의 동물은 일반적으로 식단에서 최대 4%까지의 에탄올만을 견딜 수 있으며, 그 이상은 매우 취하게 하는 물질이다. 그러나 2024년 소피아 부체비 박사 연구진의 연구에 따르면, 일주일 동안 최대 80%의 에탄올을 함유한 설탕 용액을 먹인 오리엔트말벌은 행동이나 수명에 부정적인 영향을 보이지 않았다.^[6] 말벌은 알코올 탈수소 효소 유전자를 여러 개 가지고 있어 알코올을 빠르게 대사하는 데 도움이 된다. 또한 말벌은 과일을 발효시키는 사카로마이세스 세레비시에(양조 효모)를 가지고 다닌다. 따라서 오리엔트말벌은 효모와 공생 관계에 있는 것으로 추정되며, 다른 경쟁자로부터 음식 경쟁을 줄여 과일을 "보존"한다.^[7]

7. 3. 태양 에너지 활용

오리엔트말벌(V. orientalis^la)은 다른 말벌과 달리 한낮에 가장 활발하게 활동한다. 이들은 턱으로 흙을 집어 옮기는 방식으로 땅속에 둥지를 짓는데, 이러한 굴착 활동은 일사량과 상관관계가 있어 햇빛이 강할수록 활발해진다.

2010년 이스라엘과 영국 연구팀은 오리엔트말벌 배의 노란 줄무늬가 햇빛을 흡수해 에너지로 변환한다는 사실을 발견했다. 이 과정은 잔토프테린이라는 색소를 통해 이루어지며, 이는 오리엔트말벌이 강한 햇볕 아래에서 더 활발한 이유를 설명해 준다.^[16]

7. 3. 1. 큐티클

오리엔트말벌의 표피는 해로운 자외선으로부터 표피를 보호하는 노란색 색소를 함유하고 있다.^[8] 말벌 몸체의 갈색 부분에는 비슷한 역할을 하는 멜라닌이 함유되어 있다. 갈색 표피는 약 30개의 층으로 구성되어 있으며, 두께는 내부에서 외부로 갈수록 증가한다.^[8] 이 층에서 갈색 멜라닌 색소가 발견된다. 노란색 표피는 노란색 색소를 함유한 15개의 층으로 구성되어 있다. 노란색 줄무늬는 배럴 모양의 과립에 크산토프테린을 함유하고 있다.^[8] 갈색과 노란색 표피 모두 표면에 떨어지는 가시광선의 99%를 흡수한다. 갈색 표피의 표면 구조는 회절 격자 역할을 하여 표피 층 내부에 더 많은 빛을 가둔다.^[8]

7. 3. 2. 전기적 전위

효소 활성은 노란색 잔토프테린 과립 층에서 어두운 환경에 보관된 말벌에서 더 높게 나타났고, 자외선(UV) 빛에 노출된 말벌에서는 더 낮게 나타나는 것이 확인되었다. 노란색 줄무늬의 하피각과 외피 사이의 전기적 전압을 측정하면, 양(+)의 외피에 비해 하피각에서 음의 전기적 전위가 나타난다. 노란색 줄무늬가 빛에 노출되면, 밝은 조건과 어두운 조건 사이의 전위차가 증가한다. 어두운 조건에서는 줄무늬의 전기적 전위가 감소한다. 프테린은 근자외선에서 청색광으로의 광수용 및 광변환에 역할을 하며, 광합성에도 관여할 수 있다. 일부 연구자들은 이것이 열 기관의 에너지원이라고 추정한다.

또한 실크는 빛에 노출되었을 때 유사한 전기적 특성을 보이는 것으로 나타났다.^[9]

7. 4. 체온 조절 기관

''V. orientalis''의 가슴에는 체온 조절 기관이 있다. 이 기관은 신체의 나머지 부분보다 6°C 더 높고 주변 온도보다 9°C 더 높게 유지된다. 구체적으로는 등판의 등쪽에 위치하며, 앞가슴의 방패판 안쪽에 있다. 이 기관은 정중 등 봉합선 근처에 있으며, 지름은 1mm이고 나비 모양이다. 가장 위쪽의 뒤쪽 면은 앞날개 기부에 닿아 있다. 저자들은 이러한 열 발생이 일부 저자들이 이전에 발견하고 연구한 #전기적 전위 (위)에 의해 구동된다고 추측한다.

8. 무중력 실험 (ISAIAH)

이스라엘 우주국 말벌 조사(ISAIAH)는 1984년에 시작된 텔아비브 대학교의 프로젝트로, 오리엔트말벌과 그들의 발달, 그리고 둥지 짓는 본능에 대한 무중력의 영향을 탐구했다.^[10] 이 실험은 우주 비행사들이 임무 중에 두통, 메스꺼움, 구토로 고통받는 것을 방지하는 방법을 발견하는 것을 목표로 이스라엘 우주국의 자금 지원을 받았다.^[10] 1992년 우주왕복선 ''엔데버'' 미션 STS-47에 230마리의 오리엔트말벌 표본, 비행 하드웨어, 측정 장비가 실렸고, 대조군은 비교를 위해 지상에 보관되었다.^[10]

발사 중, 물 시스템의 오작동으로 인해 습도가 비정상적으로 증가하여 202마리의 말벌이 죽었다.^[11] 생존한 말벌들은 방향 감각을 잃었고, 대조군 말벌들과 달리 벽을 기어오르거나 무리를 이루지 못했다. 대신, 그들은 움직이지 않고 서로 떨어져 있었다.^[11] 지구로 돌아온 지 약 3~4일 후, 말벌들은 다시 벽을 기어오르기 시작했고 둥지를 지었다.^[11] 생존한 말벌들은 평균 23일 동안 생존했지만, 대조군 말벌들은 평균 43일 동안 생존했다.^[11]

참조

_[1] 논문 Primer reporte del género ''Vespa'' Linnaeus (Hymenoptera: Vespidae: Vespinae) en Chile 2020
_[2] 간행물 VARIATION OF VENOM AND THORACIC MUSCLE PROTEINS OF VESPA ORIENTALIS POPULATIONS IN RELATION TO GEOGRAPHICAL ISOLATION IN SOUTHERN SINAI PROTECTORATES, EGYPT http://www.egynattox[...] 2014-09-25
_[3] 논문 The diversity of hornets in the genus ''Vespa'' (Hymenoptera: Vespidae; Vespinae), their importance and interceptions in the United States https://doi.org/10.1[...] 2020
_[4] 간행물 Perovskites in the comb roof base of hornets: Their possible function https://pubmed.ncbi.[...]
_[5] 간행물 Investigation of Mating Preference for Nestmates in the Paper Wasp Polistes fuscatus (Hymenoptera: Vespidae) http://www.jvat.org/[...] 2014-09-29
_[6] 뉴스 Hornets can hold their alcohol like no other animal on Earth https://www.newscien[...]
_[7] 간행물 Tolerance and efficient metabolization of extremely high ethanol concentrations by a social wasp 2024-10-29
_[8] 웹사이트 Zoologger: The solar-powered electric hornet https://web.archive.[...]
_[9] 간행물 Hornet silk: Thermophysical properties https://www.scienced[...] 2002
_[10] 웹사이트 STS-47 http://www.nasa.gov/[...] NASA 2013-11-20
_[11] 웹사이트 The Hornet Experiment http://www.iami.org.[...] IAMI 2013-11-20
_[12] 웹사이트 CERの森を利用したミツバチ研究 http://www.ecology.k[...] 京都大学生態学研究センター
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_[14] 간행물 CARRIAGE OF COLIFORM BACILLI BY THE ORIENTAL HORNET Cambridge University Press 2011-10-04
_[15] 간행물 Oriental Hornet Vespa orientalis Linnaeus, 1771 found in Mexico http://www.npsumava.[...] 2011-10-04
_[16] 뉴스 Oriental hornets powered by 'solar energy' http://news.bbc.co.u[...] BBC Earth News 2010-12-09
_[17] 웹인용 The IUCN Red List of Threatened Species [Version 2014.2] http://www.iucnredli[...] 2014-09-25
_[18] 웹인용 Oriental hornets http://phc.amedd.arm[...] U.S. Army Public Health Command 2014-09-24
_[19] 간행물 HUNTING BEHAVIOR OF THE ORIENTAL HORNET, Vespa orientalis L., AND DEFENSE BEHAVIOR OF THE HONEY BEE, Apis mellifera L., IN IRAQ http://www.iasj.net/[...] 2009

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