일부 쇠똥구리는 알을 시원하게 유지하기 위해 깊이 파고든다

미국 - 이크바리 뉴스 통신사

일부 쇠똥구리는 알을 시원하게 유지하기 위해 깊이 파고든다

자연의 독창성을 보여주는 매혹적인 모습 속에서, 일부 쇠똥구리 종은 기후 변화의 증가하는 위협에 대한 내재적인 방어 체계를 개발하고 있을지도 모릅니다. 생태학자 킴벌리 셸던이 발표한 새로운 연구는 온대 무지개 딱정벌레(Temperate rainbow scarabs), 즉 땅을 파는 딱정벌레의 한 종류가 주목할 만한 행동 적응을 가지고 있음을 시사합니다. 이들은 본능적으로 더 깊은 터널을 파서 흙의 더 시원한 깊은 곳에 알을 낳습니다. 이 전략은 지구 온난화로 인해 주변 온도가 상승하더라도, 그들의 발달 중인 새끼들이 생존 가능한 온도 범위 내에 있도록 보장합니다.

테네시 대학교 녹스빌 캠퍼스 소속인 셸던은 최근 오리건주 포틀랜드에서 열린 통합 및 비교 생물학회(Society for Integrative and Comparative Biology) 회의에서 이러한 중요한 발견을 공유했습니다. 연구에 따르면 이 깊은 땅굴 파기 행동은 결정적인 생존 메커니즘으로 작용하여, 이 곤충들이 자신들의 후손을 위해 안정적인 미기후를 유지할 수 있게 합니다. 극명한 대조를 이루는 것은, 예비 현장 실험에서 그들의 열대 친척들은 이러한 행동적 가소성이 부족하여, 따뜻해지는 행성의 영향에 잠재적으로 더 취약하다는 것을 보여줍니다.

온대 무지개 딱정벌레(Phanaeus vindex)는 독특한 번식 방식으로 유명합니다. 둥지로 사용하기 위해 똥 덩어리를 땅 위에서 굴리는 종들과 달리, 이 포도알 크기의 딱정벌레들은 복잡한 터널 시스템을 발굴합니다. 그들은 똥을 이 지하 방으로 운반하고, 조심스럽게 콤팩트한 공 모양으로 만들고, 그 안에 하나의 알을 낳습니다. 이 지하 부화 방식은 온도 변화와 건조를 포함한 극한 환경 변화에 대한 자연적인 완충 역할을 합니다.

이 딱정벌레들이 더 시원하고 안정적인 토양 온도를 적극적으로 이용하는지 알아보기 위해 셸던과 그녀의 팀은 혁신적인 실험 장치를 고안했습니다. 그들은 들판에서 흙으로 채워진 묻힌 양동이 위에 "온실"(기본적으로 꼭대기에 작은 구멍이 있는 플라스틱 원뿔)을 배치했습니다. 이 원뿔들은 태양 복사열을 집중시켜 양동이 내부의 온도를 주변 공기 온도보다 약 2도 섭씨 높이도록 설계되었습니다. 이 원뿔 아래에 있는 딱정벌레들은 더 따뜻한 환경을 경험했지만, 구멍은 실제 환경 변동성을 모방하여 자연적인 날씨 변화를 허용했습니다.

이 현상에 대한 셸던의 연구는 6년 이상 전에 시작되었습니다. 그녀의 이전 연구는 "온실"을 통해 시뮬레이션된 열 스트레스에 노출되었을 때, 암컷 쇠똥구리가 평균 5cm 더 깊은 곳(표면에서 약 21cm 아래)에 알을 묻는다는 것을 밝혀냈습니다. 이 더 깊은 위치는 부화 온도를 평균 1도 섭씨 낮추는 결과를 낳았습니다. 그러나 연구 현장을 파괴한 홍수라는 자연 재해로 인해, 이 행동 조정이 새끼의 생존율을 향상시켰는지 여부에 대한 최종 결론을 내릴 수 없었습니다.

2023년에 그녀의 팀은 초기 관찰 결과를 검증하기 위해 실험을 반복했습니다. 결과는 결정적이었습니다. "온실"에 의해 생성된 높은 온도에도 불구하고, 더 깊은 똥 덩어리에서 부화한 어린 딱정벌레의 생존율은 더 시원하고 조작되지 않은 양동이에 얕게 묻힌 것들과 비교할 만했습니다. 이 결과는 깊은 땅굴 파기가 체온 조절과 생존을 위한 효과적인 적응이라는 가설을 강력하게 지지합니다.

이 발견은 기후 변화에 대한 동물의 반응에 대한 더 광범위한 관찰과 일치합니다. 연구원들은 더 따뜻한 조건에 대처하기 위해 활동이나 서식지를 변경하는 일부 땀벌레(sweat bees)와 나무 개구리와 같은 다른 종에서도 유사한 행동 조정을 기록했습니다. 그러나 이러한 적응 행동의 능력은 가까운 관련 종 사이에서도 보편적이지 않습니다.

에콰도르에서 수행된 병행 실험에서, 셸던의 팀은 열대 친척인 Oyxternon silenus를 조사했습니다. 온대 딱정벌레와 달리, 이 열대 딱정벌레들은 시뮬레이션된 온난화에 노출되었을 때에도 똥 덩어리를 묻는 깊이에 변화를 보이지 않았습니다. 이러한 행동 유연성의 부족이 번식 성공에 어떻게 영향을 미치는지 여부는 아직 불분명합니다. 셸던은 역사적으로 더 큰 안정성을 특징으로 하는 열대 기후가 이 종들의 행동 적응에 대한 진화적 압력을 덜 가했다고 가정합니다. 결과적으로, 온대 무지개 딱정벌레가 열 환경을 적극적으로 관리하는 능력은 특히 주목할 만하며, 셸던에 따르면 전례 없는 환경 변화에 직면한 종들에게 미치는 영향에 대해 "우려스럽다"고 합니다.

이 연구는 종들이 변화하는 환경 조건에 대한 회복력에서 행동 가소성의 중요한 역할을 강조합니다. 그것은 유기체들이 변화하는 조건에 적응하기 위해 취하는 다양한 진화 경로를 조명하고, 그러한 유연성이 부족한 종들의 잠재적인 취약성을 강조합니다. 이러한 적응 메커니즘을 이해하는 것은 빠르게 따뜻해지는 세상에서 생물 다양성의 미래 궤적을 예측하고 보존 노력을 알리는 데 매우 중요합니다.

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