곤충의 통찰력 (해충이 우리에게 가르쳐주는 것들)

길버트월드바우어

저자길버트월드바우어는일리노이대학교곤충학과명예교수이다.생물학의대중화에힘써온저자는과학적으로건전하면서도유익한책을여러권펴냈는데,전문용어를피하고누구나쉽게읽을수있는글쓰기로독자에다가가고자한다.저서로우리나라에도번역출판된《욕망의곤충학(Fireflies,Honey,AndSilk)》을비롯해서《곤충안내서(TheHandyBugAnswerBook)》《수백만마리의제주왕나비(MillionsofMonarchs)》《곤충은어디에소용되는가(WhatGoodAreBugs?)》등이있다.

감사의글
서문

01가장위험한곤충－모기
02진행중인진화－집파리
03다윈이알고싶어했던것－초파리
04자연선택,농부의허를찌르다－옥수수근충
05한종이두종으로분화하는법－과실파리
06후손보장하기:숫자게임－진딧물
07후손보장하기:부모돌봄의역할－체체파리
08휴면란으로서겨울나기－도롱이벌레
09속임수로포식자따돌리기－검은제비꼬리나비
10왜곤충은그토록식성이까다로운가－배추흰나비
11‘영양과관련한지혜’－큰담배밤나방
12외래침입자－매미나방
13어느미국인이프랑스포도주산업을구하다－포도나무뿌리진디
14살충제가새로운해충을‘창출’한다－코들링나방
15저기술방제에서고기술방제로－유럽조명나방
16DDT의종언－알풍뎅이
17농촌풍경에서홀연히사라지다－긴노린재
18계절과의동시발생－밀혹파리
19곤충으로다른곤충방제하기－캘리포니아감귤깍지벌레
20교미파괴를통한근절－나선구더기파리

후기
주
옮긴이의글:곤충계의지명수배자명단,‘나쁜곤충들’
찾아보기

ㆍ어째서제먹잇감이아닌식물을먹고죽는곤충보다굶어죽는곤충이더많은가?
ㆍ헨리포드는집파리를억제하는데어떤도움을주었는가?
ㆍ왜일부파리에게는젖샘과자궁이있을까?
ㆍ곤충은보호장치가거의혹은전혀없는데어째서온도가빙점한참아래로떨어져도꽁꽁얼지않는가?
ㆍ미국의한곤충학자는쑥대밭이될수밖엔없던프랑스포도원을어떻게구제해주었는가?

이책의9장은‘속임수로포식자따돌리기’에관해설명한다.그대상이되는곤충이‘검은제비꼬리나비’다.번데기상태와얼룩나방상태두단계에서관찰해그결과를언급하는데,재미있는것은얼룩나방상태의결과다.물론번데기상태에서도배경색이같은곳의번데기들이반대의경우보다포식자의습격을덜받는경향이있음을저자는밝힌다.그런데얼룩나방이살던숲이산업혁명이전개되면서서서히변화를겪는다.19세기에석탄을때는공장이우후죽순생겨나면서공해로인해공장부근에자리한숲의나무기둥이검어졌고,나무껍질에붙어서자라던이끼도사라졌다.밝은색얼룩나방은검은나무기둥에붙어있을경우더이상안전하지않았다.여기서놀라운사실은1848년검은색얼룩나방한마리가산업도시맨체스터인근에서과거에는모두밝은색이었던집단가운데서발견되었다는것이다.1898년경에는맨체스터에서식하는얼룩나방개체수의약95퍼센트가검은색이었다.다른지역에서도같은현상이나타났음은물론이다.
이런내용을서두에서먼저언급하는것은이책이철저하게자연선택에의거한진화론에근거해곤충의생활양식에대해이야기하고있음을밝히기위함이다.

이렇게자연선택이이끄는진화는30만종이넘는식물과120만종이넘은동물을만들어냈으며,그동물종가운데90만종이곤충이다.이들곤충집단은우리인간생존에반드시필요한존재다.만약곤충이존재하지않는다면농업을비롯한생태계전반이무너질테고,우리가알고있는생명이라는존재도더는존속하지못할것이다.그런데그중2퍼센트미만만이제멋대로굴면서인간이재배한곡물을먹어치우고질병을옮기는등갖은만행을저지르면서갈등을불러일으킨다.따라서오직극소수곤충만을해충이라불러야마땅하다.그렇다면왜이책에서는해충만을그대상으로하여그들의삶과생활양식을자세히설명하고있을까?
한가지이유는우리삶에직접적으로영향을끼치기때문이다.그러나더중요한이유는일반적으로압도적다수를차지하는무해곤충보다극소수에불과한성가신곤충종에관한지식이한층더풍부하기때문이다.다시말해해충은경제적으로중요하므로언제나해충이아닌곤충보다더많은연구비용을투자했으며,더욱이연구를위해쉽게이용할수있고과학적으로도비교적잘알려져있어과학기초연구의‘실험동물’로쓰이기도한다.

그렇다면해충을어떻게정의해야할까?가장간단하면서도명확한것은“해충이란인간활동을간섭하는곤충종”을말한다(90만종가운데채2퍼센트도안된다면몇몇곤충종이라고해도무방할것이다).다시말하면,인간과몇몇곤충종은항상동시에같은것을원하기때문에투쟁하며,그투쟁이치열한것은그들이얻고자하는바가양쪽모두에게더없이소중한탓이다.우리인간은흔히스스로를자연의주인이자정복자라고여기지만,곤충이야말로인간이그러한시도에나서기훨씬전부터세상을통제하고완전히장악해왔다.그들은인간이그들고유의영역에발을들여놓으려할때마다어찌나집요하고능란하게저지해왔는지인간은그들을상대로그어떤중요한우위를점했다고도우쭐대기힘든처지다.

인간도마찬가지지만생존을위해모든동물의삶은세가지임무의지배를받는다.먼저우리가늘보아온대로자기가속한종(種)을재생산해야한다.아울러그렇게하기위해잡아먹히는것을피해야하고,성적으로성숙해질때까지끊임없이먹고성장해야한다.

초식곤충의약90퍼센트는한과,혹은그와유연관계인두어과에속한몇몇식물만을먹잇감으로삼는데적응했다.여기에는옥수수근충,광대파리,코들링나방,밀혹파리따위가포함된다.이들은한결같이자기‘먹잇감’이아닌식물을먹느니차라리굶어죽는쪽을택한다.배추흰나비유충,배추좀나방등을비롯한모든‘기주특이적’곤충은영양성분이아닌‘이차적’화학물질의맛이나냄새로어떤것이자신에게적절한기주식물인지아닌지를판단한다.식물의세계에는이들화학물질이수천가지나널려있는데,그대부분은독성이있으며곤충에맞서식물을보호하므로자연선택의검열을무사히통과했다.어떤곤충은특정식물집단의‘화학작용제’를해독하는방법을개발했고,그런다음식물의이차적화합물의맛이어떤지를기준으로먹어도안전한지여부를판별한다.기주특이적곤충은여러가지적응을통해특정먹이식물만고집하기에이른다.그들은기주식물의방어기제에대처할수있을뿐아니라,그식물의계절적주기와동기화한다.즉그들의소화계는그먹이식물을먹고사는데,그들의위장술은기주식물의외관에맞춰져있다.
물론기주특이적곤충만존재하는건아니다.우리인간이나다른동물과마찬가지로곤충도별개의영양물질중에서자신에게적합한균형잡힌식단을짤수있다.예를들면초식성큰담배밤나방애벌레,씨앗을먹는곡류해충,그리고잡식성바퀴벌레가이같은능력을지녔음을실증적으로보여주었다.큰담배밤나방애벌레는실험실에서인공적으로제공한먹잇감가운데설탕과단백질을자신에게맞도록조화롭게선택했다.자연에서는이러한능력이곤충의섭식행동에서매우중요하다.큰담배밤나방애벌레와곡류해충은비타민이풍부한배아,그리고전분부분인옥수수알갱이와밀알을적절한비율로섭취했다.메뚜기는여러가지식물종을섞어제시했을때최적의비율로섞어먹음으로써한가지만먹을때보다더욱잘자랐다.다른곤충들도이와비슷하게행동하리라가정하는것은타당하다.이를테면암컷모기는피와꿀을,꿀벌은꿀과꽃가루를최적의비율로섭취하며,포식성곤충은다른여러종의먹잇감을골고루섞어먹음으로써식단의질을높인다.

끝까지살아남으려면일단두가지를극복해야한다.
그첫째는겨울을무사히넘기는것인데,북극지방과온대지방에사는곤충에게는중차대한문제다.그들곤충대다수는휴면이라일컫는동면비슷한상태로살아남는다.그들은휴면하는동안에는발달을멈추고,지독한추위를잘견디며,몸에비축해놓은지방으로겨우내살아남기위해신진대사율을낮춘다.휴면은어느발달단계에서나일어날수있다.우리가휴면과관련해살펴본도롱이벌레는진딧물이나매미나방처럼알단계에서휴면한다.그런가하면코들링나방과알풍뎅이는유충단계에서,배추흰나비와큰담배밤나방은번데기단계에서,긴노린재와몇몇모기종은성충단계에서휴면한다.그들은휴면을종료하면그때가봄이든여름이든가리지않고발달을재개한다.그러나어느한종의구성원은예외없이거의동시에,그들자신에게가장우호적인때에맞춰휴면을끝낸다.이를테면교미하기에가장좋은때,온도가알맞을때,자신들이꿀을빨아먹는식물의꽃이만발할때,혹은기생곤충이라면자기기주를이용할수있을때그렇게한다.
다른하나는다른곤충이나동물한테잡아먹히지않는것이다.하지만그들에게는스스로를보호하는다양한방도가있다.밤에날아다니는나방은귀가있어박쥐가반향위치측정을하면서내는울음소리를듣고회피작전을쓴다.꿀벌은침입자를쏘아자기군체를보호한다.검은제비꼬리나비는여러가지방어기제를보유하고있다.그들의작은유충은마치새똥처럼보이므로새들이무심하게지나친다.그들의번데기역시여름에는초록색으로,겨울에는갈색이나회색으로환경과어우러지는식의위장술을구사해눈에띄는상황을피한다.그들의성충은얼마든지먹어도무방하지만독성나비를의태함으로써새들의공격에서벗어난다.

그러나어떤방어기제도완벽하지는않다.따라서포식자와기생곤충의습격을이기고끝까지살아남는곤충은거의없다.이는무척이나다행스러운일이다.이렇게생각해보자.만약매미나방의알400개가운데2개,집파리의알500개가운데2개,큰담배밤나방의알1000개가운데2개가살아남아각각생식력을지닌성충이되었다고치자.그러면이들은고스란히부모를대체할테고,그종의개체수는해가지나도동일하게유지될것이다.그런데살아남는알이거기에각각2개씩더해진다면,그래서총4개가된다면개체수는한세대마다2배가되고결국에가서는폭발적으로불어날것이다.집파리개체수는한해동안딱10세대만거쳐도자그마치500배나늘어나생태적으로나경제적으로대재앙수준에이를것이다.개체수를일정하게유지하려면암수한쌍이배출한자녀500마리가운데498마리는생식력을갖춘성충이되기전에죽어야한다.지구생태계의안녕이라는관점에서는다행스럽게도개체수폭발은극히드문일이다.주로포식자나기생곤충이자기본분에충실하기때문이다.살충제를뿌려서사과나무과수원에서식하는포식자나기생곤충마저죽인결과빚어진사태를보면,그들이생태계에서없어서는안될존재라는것을분명하게깨달을수있다.사과나무식자곤충은그들을억제해주는포식자나기생곤충이없어진탓에애초에는경제적해를입히지않는작은해충에불과했으나,살충제에내성을키우고개체수가걷잡을수없이불어나심각한경제적위협으로떠오른것이다.물론곤충들에게는스스로를보호하는다양한방도가있다.

생식은가장궁극적인진화의명령이다.생존의내력을보여주는‘청사진’으로서자연선택의검열을통과한유전자를한세대에서다음세대로전달해주기때문이다.생식을용이하게하는구조적·생리적·행동적적응은천태만상이다.그가운데특히수컷과암컷의교미방식은눈여겨볼만하다.예를들어도롱이벌레나매미나방등을비롯한수많은종은성페로몬으로교미상대를꼬드긴다.일부종의수컷은광대파리의경우암컷이산란하는장소에,체체파리의경우암컷이먹잇감을구하는장소에미리숨어서암컷이나타나기를기다린다.모기의수컷과암컷은수많은파리와마찬가지로교미철이되면공중에서떼지어몰려있다.이들은이처럼확연하게눈에띄는특성을보이며무리속에서짝을만난다.
모든동물은진화를거치면서생식력을지닌성체가될때까지살아남을후손의수를극대화하도록프로그램화되었다.진딧물과체체파리는이러한목표를달성하는데서로상반된두가지전략을택한다.진딧물은숫자게임을한다.즉수많은자녀를낳은다음그중일부가운좋게살아남길노린다.반면체체파리는극소수의자녀를낳지만애지중지돌봄으로써생존율을높인다.
진딧물,큰담배밤나방,도롱이벌레,밀혹파리등수많은알을낳는곤충은자녀들에게상대적으로거의시간과노력을기울이지않는다.한하루살이종의암컷은물속에낳은알을덩어리째방치한다.그러나대부분의하루살이종은부모로서그보다는약간더신경을쓴다.기주특이적초식곤충은자기자녀들이살아가는데적합한식물에알덩어리를슬어놓고서야곁을떠난다.암컷콩잎벌레는콩식물의기저근처땅에알을묻는다.광대파리는알을한번에하나씩사과속에집어넣는다.검은제비꼬리나비는파슬리나그와유관한식물의이파리에알을일일이붙인다.단생벌은부모로서보살핌을그보다더베풀므로더적은수의알을낳아도된다.이들은굴이나둥지에딱한개의알을낳은다음,나중에부화한유충이번데기화할때까지충분히먹을만큼의꽃가루덩어리나꿀위에그알을올려놓는다.단생말벌역시비슷한행동을하는데,다른점이있다면둥지에곤충이나거미를잔뜩채워놓는것이다.
부모로서단연최고의보살핌을제공하는곤충은체체파리,양파리그리고박쥐의털에붙어살면서피를빨아먹는네댓종의작은무시(날개없는)파리다.이들의‘전략’은알을낳는게아니라일평생대여섯마리에불과한소수의유충을낳는것이다.이들은임신기간내내유충을몸에지니고다니며,유충이다자라서번데기단계로탈바꿈할채비를마치면드디어출산한다.다른몇몇곤충은알을낳지만유충으로서자라는동안번데기화할태세를갖출때까지먹잇감과돌봄을제공한다.송장벌레의암수는쥐같은작은동물의시체를발견하면그것을묻고,암컷이그부근땅에알을몇개낳는다.암수는그런다음미리소화시킨시체를게워먹이면서부화한유충들이번데기가될때까지돌본다.

지금까지살펴보았듯이알려진90만가지곤충종은지상의모든육지·담수생태계에꼭필요한구성원이다.그들이없다면우리가알고있는지상의생명체는물론우리인간도살아남지못할것이다.그런데곤충가운데극히일부인