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꿀벌에게 해없는 선별적 살충제

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작성일 2017-12-22
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꿀벌에게 해없는 선별적 살충제

세계적으로 개체수 급감… 나트륨 결합 기전 활용
  

‘꿀벌이 지구상에서 사라지게 되면, 인류는 4년 안에 멸종할 수 있다’

이 말은 역사상 가장 위대한 물리학자로 꼽히는 아인슈타인이 주장한 가설이다. 생물학자도 아닌 그가 이 같은 주장을 펼친 것은 그만큼 꿀벌이 지구 생태계에 미치는 영향이 크다는 점을 일찌감치 간파하고 있었던 것으로 보인다.

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                      꿀벌들의 개체수가 과거와는 비교할 수 없을 정도로 급감하고 있다 ⓒ ecosystem.org

실제로 국제식량농업기구(FAO)가 발표한 보고서에 따르면 세계 식량의 90%를 차지하는 100대 농작물 중 71개가 꿀벌의 ‘수정’ 과정에 전적으로 의존하고 있는 것으로 나타났다. 그야말로 꿀벌이 사라지면 지구에서는 식량 대란이 일어날 수밖에 없는 구조인 것이다.

그런데 어느 때부터인지 아인슈타인의 이 같은 가설이 조금씩 맞아들어 가고 있어 불안감을 주고 있다. 꿀벌들의 개체수가 과거와는 비교할 수 없을 정도로 급감하고 있기 때문이다. 도대체 어떤 문제가 있기에 꿀벌들이 사라지고 있는 것일까?


꿀벌 감소의 원인은 살충제 때문인 것으로 드러나

꿀벌들이 사라지고 있는 원인에 대해서는 아직까지 명확하게 밝혀진 바가 없다. 하지만 지난 3월 EU가 발표한 조사 결과에 따르면 살충제인 ‘네오니코티노이드(neonicotinoid)’가 꿀벌의 생존을 위협하고 있는 것으로 나타났다.

농부들이 과수원에 뿌리는 농약에는 대부분 이 살충제가 포함되어 있는데 꿀벌들이 좋아하는 먹이에 농약이 묻다보니 이를 섭취하는 과정에서 살충제에 중독되어 죽게되는 것이다.

이번 조사 결과가 발표되기 이전에도 농약이 꿀벌 감소에 영향을 끼친다는 주장은 여러 번 제기되어 왔었다. 특히 지난 2006년, 미국에서 30~90%의 꿀벌이 갑자기 떼죽음 당하는 사태가 벌어지면서 양봉업자들은 그 원인으로 네오니코티노이드를 지목했다.

하지만 당시에는 이론적인 추정만 있었을 뿐, 꿀벌 개체 수 감소에 살충제가 실질적인 영향을 미쳤는지에 대해서는 그 근거가 부족했었다.

따라서 이런 주장을 입증하기 위해 EU는 2015년 부터 영국과 독일, 그리고 헝가리 등 총 3개국 33개 지역에서 실사를 진행했고, 그 결과 네오니코티노이드 살충제가 꿀벌은 물론 야생의 벌들에게까지 위협을 가한다는 사실을 파악했다.


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                                   양봉업자들은 꿀벌 급감의 원인으로 살충제를 지목했다 ⓒ eXtension.org

네오니코티노이드는 천연의 살충제인 니코틴과 유사한 인공 합성 살충제다. 지속적인 약효를 내면서도 인체에 해가 거의 없으며, 여러 종류의 해충에 대해 효과를 발휘하므로 살충제로 많이 이용되고 있다.

이 살충제는 1980년대에 석유회사인 미국의 쉘이 개발을 시작했으며, 의약품 회사인 독일의 바이엘에서 개발을 완료했다. 이 농약은 나오자마자 농업인들로부터 큰 환영을 받았다.

기존 살충제들보다 독성이 덜한데다가, 살포가 아닌 코팅 방식으로 이루어져 있기 때문에 해충들이 기존 살충제들처럼 내성을 키울 수 없어서 농촌에서는 최적의 살충제로 여겨져 왔다.

이처럼 살충제로서의 효능이 입증되면서 네오니코티노이드 사용이 크게 늘어났고, 얼마 전까지만 하더라도 세계에서 가장 많이 사용되고 있는 살충제 중 하나였다.

그러나 이제는 상황이 바뀌고 있다. 전 세계에서 공통적으로 불고 있는 꿀벌 감소 현상이 네오니코티노이드 사용으로 인해 나타나는 현상으로 드러나면서 EU는 네오니코티노이드계 살충제의 사용을 금지했고, 미국도 8개 도시에도 이 살충제 사용을 금지한 상황이다.


나트륨 통로와 결합하는 성질을 막아 선별적 살충제 개발

네오니코티노이드계 살충제와 비슷한 효과를 내는 물질로는 피레스로이드계(pyrethroids)의 살충제가 있다. 특정 해충에 대한 선택성이 우수하여 전 세계 살충제 시장을 네오니코티노이드계 살충제와 양분하고 있다.

피레스로이드계 살충제 역시 꿀벌에 대한 독성이 매우 높고 빠른 효과를 자랑한다. 또한 잔류독성도 매우 오래가므로 양봉업자들은 꿀벌이 바쁘게 날아다니는 개화기에는 해당 살충제 사용을 최소화하는 것으로 알려져 있다.

그런데 최근 미시간주립대의 과학자들이 피레스로이드계 살충제를 활용하여 꿀벌에게는 무해하지만 다른 해충들은 박멸할 수 있는 선택적 살충제를 개발하고 있어 주목을 끌고 있다. (관련 기사 링크)

피레스로이드계 살충제는 신경 세포막의 나트륨 통로와 쉽게 결합하여 신경을 과도하게 흥분시키는 기능을 갖고 있다. 중추신경계가 자극되면 전신을 떨고 근육이 꼬이는 증세를 나타내는데, 곤충들은 대부분 이런 증상을 보이다 죽게 된다.



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피레스로이드계 살충제에 노촐되면 중추신경이 마비되고 근육이 꼬이는 증세가 나타나며 죽게된다 ⓒ mygoodplanet

다행히도 인간을 비롯하여 모든 포유류는 피레스로이드계 살충제 성분을 분해 할 수 있는 효소를 갖고 있다. 따라서 사람이나 동물에게 독성이 강하지는 않지만, 어쨌든 많은 양에 노출되는 것은 좋지 않다.

이번 연구의 책임자인 미시간주립대의 게동(Ke Dong) 박사는 “꿀벌의 신경계를 조사하던 중 나트륨 통로가 피레스로이드계 살충제의 타우플루바린산염(tau-fluvalinate)에 내성을 갖고 있다는 것을 알게 됐다”라고 밝히며 “이 같은 기전을 이용하면 선별적 살충제 개발도 가능하다”라고 말했다.

게동 박사의 설명에 따르면 개발하고 있는 피레스로이드계 살충제는 꿀벌에게는 무해하지만, 다른 병해충들에게는 기존의 살충 효과를 그대로 유지할 수 있는 선별적이자 선택적인 살충제다.

그녀는 “꿀벌의 나트륨 통로가 가진 독특한 구조적 특징이 타우플루바린산염과의 결합을 방해하는 것으로 보인다”라고 설명하며 “이를 잘 응용하면 모든 해충들의 나트륨 통로와는 잘 결합하지만 꿀벌을 포함한 모든 벌들은 예외인 신개념 살충제 개발이 가능해질 것”이라고 덧붙였다.


김준래 객원기자다른 기사 보기stimes@naver.com
저작권자 2017.12.19 ⓒ ScienceTimes
출처 : http://www.sciencetimes.co.kr/?news=%ea%bf%80%eb%b2%8c%ec%97%90%ea%b2%8c-%ed%95%b4%ec%97%86%eb%8a%94-%ec%82%b4%ec%b6%a9%ec%a0%9c-%eb%82%98%ec%98%a8%eb%8b%a4