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제목 [곤충] 셀레늄이 꿀벌의 먹이 찾기와 생존을 방해할 수 있다? 등록일 2012.05.03 08:43
글쓴이 앞선넷 조회 738

미국 캘리포니아대 리버사이드 캠퍼스 곤충학자들은 비금속 화학원소인 셀레늄이 꿀벌의 먹이 찾기와 생존을 방해할 수 있다는 “개념(proof of concept)”을 가지고 있다.

매우 낮은 농도의 셀레늄은 곤충과 인간의 정상적인 발달에 필수적이다. 그러나 농도가 조금이라도 더 높아지면 셀레늄은 아미노산에서 황을 대체해 독성을 나타낸다. 토양에서, 특히 환태평양 국가와 전 세계의 화력발전소 주변에서는 셀레늄은 종종 셀렌산염(selenate)과 같이 용해성 있는 형태로 존재한다.

곤충학과 교수인 존 T. 트럼블(John T. Trumble)과 대학원생인 크리스틴 R. 라둔(Kristen R. Hladun)은 식물체 내 셀레늄 농도가 꿀벌에 미치는 영향을 알아보고자 통제 온실 실험을 했다. 세 가지 식물 종(겨자 2종과 래디시 1종)을 대상으로 식물 내 셀레늄 수준이 낮거나 적정하게 되도록 관개한 후, 이들 식물의 꿀과 꽃가루에 포함된 셀레늄 함량을 측정했다. 그런 다음, 연구진은 꿀벌이 이들 식물에 접근할 수 있게 했다. 그들은 이 꿀벌들이 심지어 매우 높은 농도의 셀레늄을 포함한 꽃 등의 먹이를 먹는다는 사실을 발견했다. 트럼블 교수는 “자연은 꿀벌들이 셀레늄을 피하도록 하는 장치를 하지 않았다. 우리 실험에서 셀레늄의 농도 비율이 극도로 높았던 때 외에는 이 꿀벌들은 셀레늄의 존재에 반응하는 것 같지 않았다.”라고 밝혔다.

트럼블 교수와 라둔이 시험했던 두 가지 관개수는 미국 정부가 우려할 만한 농도라고 여겼던 농도보다는 훨씬 낮은 0.5ppm과 0.7ppm의 셀레늄 농도를 포함했다. 라둔은 “그러나 우리는 래디시가 이렇게 낮은 농도의 관개수로 꿀에서는 60ppm의 셀레늄을, 그리고 꽃가루에서는 400에서 800ppm의 셀레늄을 생산한다는 사실을 발견했다. 그러나 이렇게 높은 셀레늄 함량에도 꿀벌들은 이를 피하지 않았다.”라고 밝혔다.

연구진은 또한 실험실에서 셀레산염을 먹였던 꿀벌들이 당(설탕)에 반응을 덜 나타낸다는 사실을 발견했다. 라둔은 “셀레늄이 꿀벌의 설탕 반응을 방해했다. 그 꿀벌들은 다른 꿀벌들과 설탕 이용 가능성에 관한 정보를 나누도록 자극을 받지 않기 때문에 다른 벌들이 먹이를 찾도록 모을 가능성이 낮다.”라고 설명했다.

트럼블 교수와 라둔은 며칠 동안 적당량의 셀레늄을 먹인 일벌의 치사율도 측정했다. 그들은 이 일벌들이 상당히 어린 나이에 죽는다는 사실을 발견했다. 연구결과는 이달 PLoS ONE에 게재된다.

연구진은 이 벌들의 설탕에 대한 반응 감소가 현장의 동료 일벌들과 유충을 지원하는 데 필요한 꽃 자원을 줄일 수 있으므로 실험실에서 했던 작업을 이후에 현장에서 해야 한다고 밝혔다. 현장에서 했던 예비 연구에서 연구진은 래디시를 떠나는 일부 일벌들이 고농도 셀레늄이 있는 꽃가루를 나르는 것을 발견했다. 나아가, 그들은 일벌이 고농도 셀레늄을 포함한 식물을 셀레늄이 없는 식물과 마찬가지의 빈도로 방문한다는 사실로부터 이 벌들이 셀레늄을 먹는 것을 피하지 않음을 알 수 있었다.

트럼블 교수는 “셀레늄을 피하는 능력이 없는 것에 대한 결과는 상당할 수 있다. 우리는 이번 실험결과가 꿀벌의 대량 학살이 현재 일어나고 있다거나 군집붕괴현상(Colony Collapse Disorder, CCD)과의 어떠한 연관성이 있다는 사실을 보여주지 않는다는 점을 강조하고자 한다. 꿀벌들이 오염된 식물로부터 학습, 행동, 그리고 성충이나 유충의 생존에 심각한 영향을 미칠 만큼의 셀레늄을 모으는지를 확인하기 위해서는 현장 연구가 이루어져야 한다.”라고 밝혔다.

연구진은 실험실에서 현장에 이르기까지 연구를 수행하기 위해 이미 USDA-NIFA로부터 3년간 48만 달러의 보조금을 지원받았다. 이 보조금 덕분에 연구진은 도시 꿀벌의 벌집에서 발견된 카드뮴과 납과 같은 기타 원소들도 조사할 수 있게 되었다. 이번 여름 박사학위를 졸업할 예정인 라둔은 “우리 실험실 실험에서는 개별 벌에 초점을 두었다. 그러나 벌은 사회적 곤충이다. 앞으로의 작업에서 우리는 전체 군집 건강에도 초점을 둘 계획이다.”라고 밝혔다.

셀레늄은 선사시대 내륙 해의 셰일 광상에서 특정 토양에 자연적으로 나타난다. 농업 배수는 이들 토양으로부터 셀레늄을 녹여 셀레산염의 축적을 가져온다. 최악의 셀레늄 오염 사례 가운데 하나가 바로 캘리포니아의 산 조아킨 계곡(San Joaquin Valley)으로, 이 지역은 캘리포니아 주의 많은 농경 지역의 주요 배수지이자 CCD로 말미암은 꿀벌 학살이 보고된 지역이다. (미리안)

관련 논문
1. Kristen R. Hladun, Brian H. Smith, Julie A. Mustard, Ray R. Morton, John T. Trumble. Selenium Toxicity to Honey Bee (Apis mellifera L.) Pollinators: Effects on Behaviors and Survival. PLoS ONE, 2012; 7 (4): e34137 DOI: 10.1371/journal.pone.0034137

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