[생태학이야기]곤충의 생활전략 1부

생활사

1. 배우자 찾기와 교미

암컷과 수컷은 교미와 산란을 위해 서로 다른 2가지의 전략을 가진다. 일반적으로 수컷은 배우자를 찾고 정자를 생산하는데 에너지를 투자하며, 가능성 있고 잘 받아들이는 것처럼 보이는 암컷을 찾아 교미한다. 반면에 암컷은 자손의 발육에 필요한 영양분 제공에 에너지 투자가 상당하기 때문에 배우자 선택에 훨씬 선택적이다. 암컷과 수컷은 교비와 배발생으로 이어지는 배우자의 탐색과정에서 일련의 복잡하고 정확한 컨디션과 행동이 관계된다. 첫째로, 양쪽 모두 동일 시간과 동일 장소에서 활동적이어야 한다. 둘째로, 적어도 한쪽이 상대를 찾을 수 있어야 하고, 인식이 일어나야 하며, 각각은 정확한 생식기를 가져야 하며 생리학적으로 교미를 할 준비가 되어 있어야 한다.

시력, 소리, 냄새 혹은 접촉을 포함하는 다양한 자극 중 최소한 하나에 반응하여 상대 배우자를 찾는다. 이들 자극은 정상적으로 하루 24시간 중 제한된 어떤 시간 동안 교미행동을 유발시킨다.

반딧불이는 복부의 발광기관에서 나오는 빛의 번쩍임으로 배우자를 찾는다. 여기에두 종류의 전략이 관계된다. 몇몇 수컷들은 모여서 동시에 발광기관을 번쩍이는데 이것을 집단 구혼장이라 부른다.

반딧이불이를 제외한 대부분의 야행성 곤충들은 암수를 식별하도록 비시각적 신호를 사용한다. 어떤 나방은 미교미 상태의 암컷이 복부 말단 근처에 있는 분비선에서 성 유인 페로몬을 발산 시킨다. 이 페로몬은 보통 종에 따라 고유하다.

메뚜기목, 매미목 및 파리목의 종들은 소리를 내어 배우자를 찾는 것 같다. 배우자는 특징적인 음의높낮음, 박자, 세기에 의해서 유혹된다. 소리로 다른 성을 우인하는 것은 한편으로 포식자를 유인하기 때문에 위험이 없지 않다. 계속 우는 귀뚜라미들은 파리 유충의 기생률이, 울지 않는 구뚜라미보다 상대적으로 높다.

한번 잠재적인 배우자가 안되면 교미를 확실하게 하기 위하여 호학적 및 촉각적 자극같은 자극들이 중요해 진다. 어떤 수컷 나비는 특수화한 분비인편 파편인 발향린과 구애 행동이 일부로서 유인 물질 혹은 최음페로몬을 분비한다. 그리고 그것을 분산시키는 복부 말단에서 밖으로 나와 뒤집혀 질 수 있는 관상 확대부인 scent pencils를 가진다. 실제 곤충들은 석적 접촉을 유인하고 고무하는 다양한 방법들을 가진다.

궁극적으로 한 쌍은 교미가 최종 목적이다. 매우 다양한 교미 자세가있는데 반변태류 곤충은 특히 그러하다. 수컷이 암컷 위로 오르거나, 암컷이 수컷 위로 오른다. 복부는 교미기가 결합하는데 적절하도록 비튼다. 짝이 지워지면, 그 쌍은 일분 이내 혹은 수일에 이르도록 결합을 유지하는데, 종과 환경 간섭에 따라 다르다.

교미를 위한 외부생식기는 복부 말단에 있다. 이것은 체형‧채색 등에 암수의 차가 없는 경우 그 판별에 이용되며, 생식기의 형태에 의해 종을 동정하는 경우도 많다. 수커은 정자의 주입 혹은 정포를 확실히 암컷으로 넘겾기 위해 암컷의 생식기에 적합한 형태의 음경 외에 파악기를 가지는 종류도 많다.

반드시 종에따라 일정한 교미 자세가 있다. 교미기가 결합한 후 자세를 변하시키는 것이 있는데, 그 경우는 최종적으로 end-to-end 형이 되는 경우가 많다. 교미 시간은 공중에서 교미하는 꿀벌과 같이 수초간이 것으로부터, 메뚜기류에서는 수시간에서 6시간, 누에나방은 3일 이상 유지도는 예까지 관찰된다.

 

2. 산란

암컷은 알을 어디에 산란하여 부착시키는가에 따라 특징적인 산란관을 갖고 있다. 땅속에 산란하는 메뚜기류는 배마디를 길게 내밀어 산란한다. 꿀벌의 일벌 등에서는 산란관에 해당하는 부분이 자침을 형성해서 독액을 주입하게끔 변현되어 있다.

각 종은 어디에 산란할 것인가를 잘 구별한다. 많은 식식성 곤충들은 유충의 발생에 필요한 먹이식물에 직접 산란한다. 기생종은 숙주 내부나 외부 혹은 숙주가 흔히 출현하는 곳에 산란한다. 어떤 곤충들은 산란장소를 가리지 않고 물이나 토양과 같은 단지 어떤 유형의 서식지에만 산란하는 것 같지만, 사람이 관찰하는 것 이상으로 강한 선택성이 있는 것 같다.

여치류는 식물을 찾아 씹어서 맛을 보고 산란에 적합한 식물로 밝혀지면 산란기로 잎을 찢어 산란한다. 암컷은 산란하는 동안은 내낸 먹기만 한다. 집파리과는 다리, 순판,그리고 산란기에 있는 구용기를 통하여 냄새를 맡고 내려앉아 산란하기에 적당한 배설물인 똥을 찾는다. 배설물이 적절한 습도, 물리적 조성, 그리고 냄새를 가지면 산란한다.

산란에 대한 연구로는 고립성 말벌에 대한 연구가 가장 완전하다. 이들의 고정된 행동패턴은 종종 고정적, 연속적으로 수행된다. 땅을 파는 다른 말벌들은 귀뚜라미 혹은 거미들을 정확한 패턴으로제압한 후 먹이를 구멍 안으로 끌고 들어와 그 위에 산란한다. 이 일련의 과정은 유충이 완전히 발생하는데 필요한 양만큼 집에 먹이가 저장될 때까지 반복한다. 이 각 단계를 시작하는데는 종에 고유한 자극이 필요하며 방해가 있으면 행동을 반복하거나 전 과정을 다시 시작한다.

 

3. 휴면

중‧고위도 지방에서 생활하는 동물들은 추운 겨울, 더운 여름, 건조한 계절 등 활동하기 어려운 시기를 발육 도중에 성장‧활동을 일시적으로 정지하는 휴면을 함으로써 넘기는 경우가 많다. 동면은 통상 정온동물의 계절적인 비활동 상태를 의미하지만, 넓은 의미로는 변온동물의 월동도 포함된다.

동물의 휴면에는 ① 환경 조건이 정상으로 되돌아가면 다소라도 활동이 재개되는 단순한 휴지와, ② 한번 휴면에 들어온 경우에는 일정 기간을 경화한 후가 아니면 환경조건이 생활하기에 좋은 상태로 되돌아가도 휴면에서 각성하지 않는 협으이 휴면이 있다. 많은 곤충들이 이 협의의 휴면을 한다. 실제로는 휴지와 협의의 휴면의 중간 상태를 나타내는 곤충도 있다. 이 경우에는 휴면은 불안정 하지만 어느 쪽도 광주기에 의해서 발육의 정지와 재개가 조절되고 있는 것으로 휴지와의 구별은 가능하다. 그러나 화랑곡나방에서는 용화 전의 유충을 20℃에 두면 발육을 정지하고, 30℃로 옮기면 용화하는 것이 알려져 있다.

곤충의 휴면은 열대나 아열대에 기원을 가진 곤충들이 생활권을 중·고위도 지방으로 확대해 가는 진화의 과정에서 획득한 유전형질이고, 어떠한 발육단계에서, 어떠한 장소에서 휴면 하는가는 각각의 종의 고유한 유전적 형질에 따라서 결정된다.

또, 곤충의 휴면은 단순히 생활에 부적당한 시기에 생존하게 하는 역할을 한다. 또 휴면의 시기를 생활사 중의 한 단계로 받아들여, 발육단계가 흐트러지지 않고 춘하추동 각각의 계절에서 생활하기 좋은 발육단게가 바로 그 계절과 일치해서 나타나게 조정하는 적극적인 역할을 한다.

 

4. 휴면중의 대사

휴면상태에 있는 곤충은 반드시 호흡량이 저하되고, 물질대사의 속도도 느리게 된다. 휴면중에는 글리코겐의 양은 낮은 수준으로 유지되지만, 휴면에서 깨어남과 동시에 글리코겐은 다시 증가한다. 휴면중 소실한 글리코겐은 호흡에 의해서 소비된 것이 아니고, 솔비톨과 를리세롤과같은2종류의 당알코올로 전환해 있는 것이 입증 되었다. 결국, 휴면에서 깨어남에 따라 2종의 당알코올은 다시 글리코겐 합성에 사용되고 합성된 글리코겐은 배 발생의 에너지원으로서 소비되는 것이 명백하다.

혹독한 겨울의 추위를 휴면으로 넘길 경우, 곤충은 과냉각상태로 추위에 견디는 누에나방의 알과 같은 과냉각형돠, 동결되어도 녹으면 이전의 상태로 되돌아가는 세크로피아누에의 번데기와 같은 내동결형이 있지만 생체 내에 솔비톨과 글리세롤이라는 강한 부동액이 존재하는 것은, 생체의 내동성을 높이는 역할을 하고 있다.

 

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