혼인 비행

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1. 개요
2. 비행 전
- 2.1. 혼인 비행 조건
- 2.2. 동기화
3. 비행 중
- 3.1. 짝짓기
4. 비행 후
- 4.1. 군체 형성
- 4.2. 낮은 성공률
5. 변종
- 5.1. 군대개미
- 5.2. 붉은불개미
6. 혼인 비행의 날
- 6.1. 특징
- 6.2. 시민 과학 연구
참조

1. 개요

혼인 비행은 성숙한 개미 군체에서 날개가 있는 처녀 여왕과 수컷 개미가 짝짓기를 위해 집단적으로 비행하는 현상이다. 비행 전, 날씨와 동기화 신호에 따라 수컷과 암컷 개미가 동시에 방출되어 근친 교배를 피하고 포식자에게 덜 노출되도록 한다. 비행 중에는 암컷이 페로몬을 분비하여 수컷을 유인하고, 짝짓기가 이루어진 후 수컷은 죽고 암컷은 새로운 군체를 건설하기 위해 땅에 착륙한다. 혼인 비행 후 암컷의 군체 형성 성공률은 매우 낮으며, 일부 개미 종에서는 변종이 나타나기도 한다. "혼인 비행의 날"은 이러한 비행이 일어나는 날을 비공식적으로 지칭하는 용어이며, 기상 조건에 따라 개미 떼가 대규모로 관찰되기도 한다.

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혼인 비행
혼인 비행
다른 이름	결혼 비행
설명	사회성 곤충의 짝짓기 의식
주요 참여자	여왕개미 (미래의 여왕) 수컷 개미 (수개미)
목적	새로운 개미 군체 시작 유전자 풀 다양성 확보
과정
시작 조건	특정 기상 조건 (따뜻하고 습한 날씨)
참여 개체	처녀 여왕개미 수개미
비행	여왕개미: 페로몬 방출 수개미: 여왕개미 추적
짝짓기	공중에서 이루어짐
수개미의 운명	짝짓기 후 사망
여왕개미의 운명	땅에 내려와 새로운 군체 설립 준비 날개 제거 알 낳기 시작
정자 보관	정자를 평생 보관하며 알을 수정
중요성
유전적 다양성	군체 내 유전적 다양성 증가
새로운 군체 형성	새로운 서식지에 군체 확장
생태적 역할	생태계에서 중요한 역할 수행

2. 비행 전

성숙한 개미 군체는 정기적으로 생식 능력이 있는 개체를 만들어낸다. 벌목에서 수정되지 않은 알은 수컷으로, 수정되고 애벌레 상태에서 특별한 보살핌을 받는 알은 암컷으로 자란다. 어린 암컷과 수컷들은 바람이 잔잔하고 따뜻한 날을 기다려 한꺼번에 출발하는데, 이는 포식자들이 개미들을 일일이 잡아먹기 어렵게 하기 위함이다.^[20]

2. 1. 혼인 비행 조건

성숙한 개미 군체는 계절에 따라 날개가 있는 처녀 여왕과 수컷, 즉 날개 개미를 생산한다. 수정되지 않은 알은 수컷으로 발달한다. 수정된 알은 대개 날개 없는 불임 일개미로 발달하지만, 유충이 특별한 관심을 받으면 처녀 여왕으로 발달할 수도 있다.

어린 여왕과 수컷은 혼인 비행에 적합한 조건이 될 때까지 부모 군체에 머무른다. 비행에는 맑은 날씨가 필요한데, 비는 나는 곤충에게 방해가 되기 때문이다.^[20] 수컷은 번데기 껍질에서 나온(탈피한) 지 며칠 안에 "단일 목적의 성적 미사일로 빠르게 변환"된다.^[2]

같은 종의 서로 다른 군체는 종종 환경 신호를 사용하여 수컷과 여왕의 방출을 동기화하여 다른 둥지에서 온 개체와 짝짓기를 할 수 있도록 하여 근친 교배를 줄인다. 부모 군체에서 실제로 "이륙"하는 것도 종종 포식자 포화를 통해 포식자를 압도하도록 동기화된다.

2. 2. 동기화

성숙한 개미 군체는 계절에 따라 날개가 있는 처녀 여왕과 수컷, 즉 날개 개미를 생산한다. 수정되지 않은 알은 수컷으로 발달한다. 수정된 알은 대개 날개 없는 불임 일개미로 발달하지만, 유충이 특별한 관심을 받으면 처녀 여왕으로 발달할 수도 있다.^[2]

어린 여왕과 수컷은 혼인 비행에 적합한 조건이 될 때까지 부모 군체에 머무른다. 비는 나는 곤충에게 방해가 되기 때문에 비행에는 맑은 날씨가 필요하다. 같은 종의 서로 다른 군체는 종종 환경 신호를 사용하여 수컷과 여왕의 방출을 동기화하여 다른 둥지에서 온 개체와 짝짓기를 할 수 있도록 하여 근친 교배를 줄인다.^[20] 부모 군체에서 실제로 "이륙"하는 것도 종종 포식자 포화를 통해 포식자를 압도하도록 동기화된다.

3. 비행 중

일반적으로 처녀 여왕벌과 수벌은 교미를 보장하기 위해 흩어진다. 여왕벌은 수벌을 유인하기 위해 페로몬을 방출하지만, 종종 수벌을 피하며 가장 빠르고 적합한 수벌만이 짝짓기를 하도록 한다. 한 여왕벌은 보통 여러 수벌과 짝짓기를 한다. 정자는 여왕벌의 복부에 있는 정자낭이라는 특수한 기관에 저장되며, 최대 20년 동안 수천만 개의 알을 수정하는 데 사용될 수 있다.

3. 1. 짝짓기

일반적으로 암컷과 수컷들은 퍼지는데, 이는 무작위로 짝짓기를 하기 위해서이다. 이렇게 퍼지고 나서는 암컷들이 페로몬을 분비하여 수컷들을 유혹하는데, 이때 암컷들은 피한다. 이는 가장 빠르고 영리한 수컷과 짝짓기를 하기 위해서이다. 짝짓기는 비행 중에 이루어진다. 한 암컷은 주로 여러 수컷과 짝짓기를 한다. 수컷들의 정자는 암컷의 배에 있는 정자낭이라는 특별한 기관에 저장되어 알을 낳을 때 쓰인다.

4. 비행 후

수컷은 여왕을 수정시키는 단 하나의 목적을 위해 진화했다.^[3] "빠르고 격렬한 교미" 동안 수컷은 자신의 내부 생식기를 여왕의 생식 챔버에 넣고 곧바로 죽는다.^[3]^[4]

4. 1. 군체 형성

수컷들은 주로 혼인 비행 이후 죽는다. 암컷들은 땅에 착지하고(개미의 경우에는 날개도 뽑는다.) 땅을 파서 군체를 형성하게 된다.^[3]

비록 혼인 비행 이후 살아남는 것은 암컷들이지만 이들의 군체 형성 성공 확률은 굉장히 낮다. 큰 군체들은 수백만의 암컷들을 내보내지만 평균적으로 1000마리당 한 마리가 살아남는다. 이들이 없어지는 이유는 포식자에게 잡히는 것(특히 개미), 환경의 변화, 알을 성공적으로 부화시키지 못한 것 등이 있다. 이러한 엄격한 선별을 통하여 자신의 유전자를 후세에 전하는 암컷은 운과 날렵함이 동시에 따라줘야 한다.^[3]^[4]

날개를 제거한 후, 흰개미 생식 개체는 약선에서 끊어진 날개 꽁지를 유지한다.

어린 암컷 여왕은 착륙하고, 대부분의 개미와 모든 흰개미의 경우 날개를 제거한다. 그런 다음 새로운 군체를 설립하려고 시도한다. 이 과정의 세부 사항은 종마다 다르지만, 일반적으로 군체의 첫 번째 챔버를 발굴하고 이후에 알을 낳는 과정을 포함한다. 이 시점부터 여왕은 계속해서 알을 낳고, 알은 유충으로 부화하여 노동 개미로 발달한다.^[5] 여왕은 일반적으로 첫 번째 새끼를 혼자 돌본다. 첫 번째 일개미가 나타난 후, 군체에서 여왕의 역할은 일반적으로 오직 알을 낳는 것으로 된다. 군체 설립 과정의 예는 ''아타 섹덴스''를 참조하라.

어린 여왕들은 매우 높은 실패율을 보인다. 평생 동안 매우 큰 개미 군체는 수백만 마리의 처녀 여왕을 내보낼 수 있다. 해당 지역의 개미 군체의 총 개수가 일정하게 유지된다고 가정하면, 평균적으로 이 여왕들 중 단 한 마리만 성공한다. 나머지는 포식자(특히 다른 개미), 환경적 위험 또는 과정의 다양한 단계에서 첫 번째 새끼를 키우는 데 실패하여 파괴된다.

4. 2. 낮은 성공률

수컷들은 주로 혼인 비행 이후 죽는다. 암컷들은 땅에 착지하고(개미의 경우에는 날개도 뽑는다.) 땅을 파서 군체를 형성하게 된다.^[3]

혼인 비행 이후 살아남는 것은 암컷들이지만, 이들의 군체 형성 성공 확률은 매우 낮다. 큰 군체들은 수백만 마리의 암컷들을 내보내지만, 평균적으로 1000마리당 한 마리가 살아남는다. 이들이 없어지는 이유는 포식자에게 잡히는 것(특히 개미), 알을 성공적으로 부화시키지 못한 것, 환경의 변화 등이 있다.^[3] 이러한 엄격한 선별을 통하여 자신의 유전자를 후세에 전하는 암컷은 운과 날렵함이 동시에 따라줘야 한다.

어린 암컷 여왕은 착륙하고, 대부분의 개미와 모든 흰개미의 경우 날개를 제거한다. 그런 다음 새로운 군체를 설립하려고 시도한다. 이 과정은 종마다 다르지만, 일반적으로 군체의 첫 번째 챔버를 발굴하고 이후에 알을 낳는 과정을 포함한다. 이 시점부터 여왕은 계속해서 알을 낳고, 알은 유충으로 부화하여 노동 개미로 발달한다.^[5] 여왕은 일반적으로 첫 번째 새끼를 혼자 돌본다. 첫 번째 일개미가 나타난 후, 군체에서 여왕의 역할은 일반적으로 오직 알을 낳는 것으로 된다.

어린 여왕들은 매우 높은 실패율을 보인다. 평생 동안 매우 큰 개미 군체는 수백만 마리의 처녀 여왕을 내보낼 수 있다. 해당 지역의 개미 군체의 총 개수가 일정하게 유지된다고 가정하면, 평균적으로 이 여왕들 중 단 한 마리만 성공한다. 나머지는 포식자(특히 다른 개미), 환경적 위험 또는 과정의 다양한 단계에서 첫 번째 새끼를 키우는 데 실패하여 파괴된다.

5. 변종

모든 개미가 위에서 설명한 기본적인 혼인 비행 패턴을 따르는 것은 아니다. 군대개미나 붉은불개미와 같이 일부 종들은 독특한 혼인 비행 방식을 보인다. 이러한 변종들은 특정 환경에 적응하거나, 군체의 생존 가능성을 높이는 전략으로 이해할 수 있다. 하지만, 일부 변종은 근친 교배로 인한 적응력 상실과 같은 대가를 치르기도 한다.

5. 1. 군대개미

군대개미의 경우 수컷만이 날개가 있는 날개 달린 개미이다. 수컷은 어미 군체에서 날아가 날개 없는 처녀 여왕들이 그들을 기다리는 다른 군체를 찾는다. 늙은 여왕과 한 마리 이상의 짝짓기를 한 어린 여왕이 있는 군체는 분열되어 각 성공적인 여왕이 일개미의 일부를 차지한다. 이러한 행동의 이유는 군대개미가 물리적인 둥지를 가지고 있지 않다는 사실 때문이다. 따라서 여왕들은 그들을 보호하기 위해 일개미에 절대적으로 의존한다.

5. 2. 붉은불개미

붉은 불개미와 같이 여러 여왕개미를 가진 군체를 가진 종에서는 또 다른 변이가 나타난다. 수컷과 짝짓기를 한 여왕개미는 종종 원래의 군체로 돌아가 그곳에 머무른다. 예외적으로 여왕개미가 여러 마리 모여 새로운 둥지를 만드는 경우가 있다. 이 과정은 여왕개미의 성공률을 크게 높이고, 매우 큰 군체 또는 협력 군체의 네트워크 형성을 가능하게 한다. 또한 군체는 더 이상 한 명의 여왕개미의 건강에 의존하지 않으므로 본질적으로 불멸성을 얻는다. 이로 인해 붉은 불개미 군체는 주변에 정착하여 생태계 내에서 지배적인 위치를 차지하게 된다. 그러나 그 대가는 근친 교배이며, 그 결과 적응성이 상실된다. 결과적으로 환경이 변화하거나 새로운 포식자 또는 기생충이 침입하면 개체군은 갑작스럽게 붕괴된다.

6. 혼인 비행의 날

"혼인 비행의 날"은 여왕개미가 둥지에서 나와 첫 비행을 하는 날을 부르는 말이다.^[14] 대부분의 종에서 수개미도 함께 날지만, 작아서 눈에 잘 띄지 않는다. 여왕개미는 교미 후 땅에 내려와 날개를 잃고 새로운 개미 군체^[15]를 만들려고 한다. 이때 비행하는 곤충 무리는 포식자의 주목을 받아 먹이가 되기도 한다.

이 현상은 국지적인 기상 조건이 적절할 때 많은 군체에서 동시에 일어난다. 이는 포식을 줄이고, 다른 군체의 여왕과 수개미가 만나 교배할 기회를 늘리기 위한 것으로 보이지만, 단순히 기온, 습도, 풍속, 계절에 대한 반응일 뿐이다.

2009년 10월, 남아프리카 공화국에서 열린 ICC 챔피언스 트로피 크리켓 경기에서 개미 떼가 경기를 일시 중단시키기도 했다.^[16] 이 경기는 오스트레일리아 대 잉글랜드의 준결승과, 오스트레일리아 대 뉴질랜드의 결승이었다.^[17]

6. 1. 특징

성숙한 군체는 정기적으로 생식 능력을 가진 개체를 만들어낸다. 벌목에서 수정되지 않은 알은 수컷으로, 수정되고 애벌레 시기에 특별한 보살핌을 받는 알은 암컷으로 자라난다.

어린 암컷과 수컷들은 바람이 잔잔하고 따뜻한 날을 기다려^[20] 출발하는데, 주로 한꺼번에 출발하여 포식자들이 개미들을 하나하나 잡아먹기 어렵게 한다. "날개미의 날"은 미래의 여왕개미가 둥지에서 나와 혼인 비행을 시작하는 날을 비공식적으로 부르는 용어이다.^[6] 하지만 시민 과학 기반 연구를 통해 혼인 비행이 공간적, 시간적으로 특별히 동기화되지 않는다는 것이 밝혀졌다.^[7]^[8] 그럼에도 특정 날에 날아다니는 개미의 수는 기상청 레이더 시스템에서 비처럼 보일 정도로 많다.^[9]

대부분의 종에서 수컷 개미는 암컷과 함께 날지만, 크기가 작아 눈에 잘 띄지 않는다. 여왕개미는 멀리, 어떤 개미는 아주 멀리, 어떤 개미는 몇 미터만 날다가 땅에 떨어져 날개를 잃고 새로운 개미집을 시작하려 한다. 날아다니는 곤충 떼는 새와 같은 포식자의 주의를 끌기도 하며, 쉽게 구할 수 있는 먹이를 찾아 몰려드는 모습을 흔히 볼 수 있다.

이 현상은 지역의 기상 조건이 적절할 때 많은 개미집에서 동시에 발생하여 포식의 효과를 줄이고, 서로 다른 개미집의 여왕개미와 수컷 개미가 만나 교배할 기회를 보장한다. 따라서 마치 '시간에 맞춰진' 행사처럼 보이거나, 개미들이 어떻게든 소통하는 것처럼 보일 수 있다. 그러나 어느 쪽도 가능성은 낮으며, 이는 단순히 온도, 습도, 풍속 및 연중 시기에 대한 일반적인 반응일 수 있다.^[10]

6. 2. 시민 과학 연구

"날개미의 날"은 미래의 여왕개미가 둥지에서 나와 혼인 비행을 시작하는 날을 비공식적으로 일컫는 용어이다.^[6] 하지만 시민 과학 기반 연구를 통해 혼인 비행이 특별히 공간적 또는 시간적으로 동기화되지 않는다는 것이 밝혀졌다.^[7]^[8] 그럼에도 불구하고 특정 날에 날아다니는 개미의 수는 기상청 레이더 시스템에서 감지될 정도로 많아 비처럼 보이기도 한다.^[9]

대부분의 종에서 수컷 개미는 암컷과 함께 날지만, 크기가 더 작아 눈에 잘 띄지 않는다. 여왕개미는 멀리, 어떤 개미는 아주 먼 거리를, 어떤 개미는 불과 몇 미터만 날아다니다가 땅에 떨어져 날개를 잃고 새로운 개미집을 시작하려 한다. 날아다니는 곤충 떼는 새와 같은 포식자의 주의를 끌기도 하며, 쉽게 구할 수 있는 먹이를 찾아 몰려드는 모습을 흔히 볼 수 있다.

이 현상은 지역의 기상 조건이 적절할 때 많은 개미집에서 동시에 발생하여 포식의 효과를 줄이고, 서로 다른 개미집의 여왕개미와 수컷 개미가 만나 교배할 기회를 보장한다. 따라서 마치 '시간에 맞춰진' 행사처럼 보이거나, 개미들이 어떻게든 소통하는 것처럼 보일 수 있다. 그러나 어느 쪽도 가능성은 낮으며, 이는 단순히 온도, 습도, 풍속 및 연중 시기에 대한 일반적인 반응일 수 있다.^[10]

참조

_[1] 웹사이트 How Does An Ant Colony Start https://web.archive.[...] 2007-07-13
_[2] 서적 The ants' https://books.google[...]
_[3] 서적 Bugs in the system: insects and their impact on human' https://books.google[...]
_[4] 서적 "[[Sociobiology: The New Synthesis]]" https://books.google[...]
_[5] 웹사이트 Can a queen lay eggs of certain types of ants at will? https://web.archive.[...] 2007-07-13
_[6] 웹사이트 Flying ants plague London http://www.metro.co.[...] 2011-07-12
_[7] 간행물 The spatial distribution and environmental triggers of ant mating flights: using citizen-science data to reveal national patterns http://eprints.glos.[...]
_[8] 뉴스 Viewpoint: Is there such a thing as 'flying ant day'? https://www.bbc.com/[...] 2017-07-18
_[9] 뉴스 Flying ants: Swarms appear on weather map as 'rain' https://www.bbc.com/[...] 2019-07-17
_[10] 간행물 Weather Conditions during Nuptial Flights of Four European Ant Species Springer in cooperation with International Association for Ecology
_[11] 서적 Bugs in the system: insects and their impact on human' https://books.google[...]
_[12] 서적 "[[Sociobiology: The New Synthesis]]" https://books.google[...]
_[13] 웹사이트 Can a queen lay eggs of certain types of ants at will? http://ant.edb.miyak[...]
_[14] 웹사이트 Flying ants plague London http://www.metro.co.[...]
_[15] 웹사이트 Ants - Mating, Reproduction, And Life Span http://science.jrank[...]
_[16] 뉴스 Groundstaff try to clear another invasion of flying ants http://www.cricinfo.[...] ESPN Cricinfo 2009-10-05
_[17] 뉴스 Flying ants seize control at Centurion http://cricketnext.i[...] Cricket Next 2009-10-02
_[18] 뉴스 개미들의 '혼인비행' 보실래요? https://news.joins.c[...] 2018-10-01
_[19] 웹인용 How Does An Ant Colony Start http://antnest.co.uk[...] 2007-07-13
_[20] 문서 최재천:개미제국의 발견 "...처녀 여왕개미들은 바람이 잔잔하고 따뜻한 어느 특별한 날…"

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