학문
아리따운안경곰70
메뚜기들은 원래 무리를 이루어서 살아가나요?
메뚜기들에 의한 피해 사건들을 보면
메뚜기 떼들이 농작물들을 초토화시키던데
메뚜기 자체가 무리를 이루어서
집단서식을 하나요?
그리고 메뚜기 떼에서도
우두머리가 존재하고
그 우두머리를 따라서 행동을 하는 건가요?
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 평소의 메뚜기와 우리가 뉴스에서 보는 메뚜기 떼는 상당히 다른데요, 모든 메뚜기가 원래부터 무리를 지어 생활하는 것은 아닙니다. 메뚜기 중에는 평소에는 다른 개체와 어느 정도 거리를 두고 살아가는 종류가 많습니다. 그런데 일부 종, 특히 사막메뚜기 같은 황충류는 환경이 특정 조건에 놓이면 놀라운 변화를 일으킵니다. 비가 많이 내려 식물이 갑자기 풍부해지면 메뚜기의 개체수가 급격하게 증가하는데요, 이때 좁은 지역에 개체가 밀집하면서 서로의 몸이나 다리가 자주 접촉하게 됩니다. 특히 뒷다리의 반복적인 자극 등으로 신경이나 호르몬 체계가 변화하면서 군집상으로 전환될 수 있습니다.
이 상태가 되면 행동과 외형까지 달라질 수 있는데요, 혼자 생활할 때보다 서로를 따라다니려는 성향이 강해지고, 이동성이 증가하며, 무리를 이루어 한 방향으로 이동하는 경향이 나타납니다. 따라서 처음부터 단체생활을 좋아하는 메뚜기라기보다는 환경에 따라 혼자 사는 상태와 집단생활 상태를 오갈 수 있는 곤충이라고 이해하는 것이 정확합니다. 또한 무리 안에 우두머리가 있느냐?에 대해서는 우선 일반적으로 우두머리는 없습니다. 메뚜기 떼가 마치 새 떼처럼 한 마리의 리더가 앞에서 방향을 지시하고 나머지가 그 뒤를 따라가는 방식으로 움직이는 것은 아닙니다. 오히려 개체 하나하나의 단순한 행동이 모여 거대한 집단의 움직임을 만들어내는 것에 가깝습니다.
예를 들어 한 메뚜기가 주변 메뚜기의 움직임을 감지하여 같은 방향으로 이동하면, 그 주변의 메뚜기들도 다시 그 움직임에 영향을 받아 같은 방향으로 움직입니다. 이렇게 개체 간 상호작용이 연쇄적으로 일어나면서 집단 전체가 하나의 거대한 흐름처럼 움직이게 됩니다. 감사합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
모든 메뚜기가 항상 무리 생활을 하는 것은 아닙니다. 특히 메뚜기목의 일부 종, 대표적으로 사막메뚜기 같은 황충은 평소엔 단독으로 지내다가 개체 수가 많아지고 서로 자주 접촉하면 행동,체색, 생리가 바뀌어 집단형으로 전환되고 거대한 떼를 만듭니다. 이 떼에는 우두머리가 따로 없고, 주변 개체의 움직임과 냄새 접촉등에 반응하며 집단적으로 같은 방향으로 이동합니다.
먼저 메뚜기는 평소에 혼자 생활하는 독거성 곤충입니다.
그런데, 가뭄 후 비가 오면서 특정 지역에 먹이가 집중되면 개체 밀도가 급증하게 되고, 밀집한 메뚜기들이 서로 마찰을 일으키면 체내 세로토닌이 분비됩니다.
그리고 이 호르몬 영향으로 몇 시간 만에 공격적인 군집상으로 변형됩니다.
외형적으로는 몸 색깔이 갈색 및 황색으로 바뀌고 식성과 비행 능력이 폭발적으로 늘어납니다.
하지만, 이렇게 형성된 메뚜기 떼에는 우두머리나 리더가 전혀 없습니다.
이동의 핵심 원인은 밀집 상태에서 발생하는 동족포식이며, 뒤따르는 메뚜기에게 먹히지 않으려고 앞으로 쫓기듯 도망치게 되고, 동시에 앞선 메뚜기를 먹기 위해 추격하는 행동이 반복되는 것입니다.
즉, 우두머리의 지휘가 아닌 생존 공포가 만든 자기조직화 집단 현상인 것입니다.
안녕하세요, 아리따운안경곰70님. 이중철 전문가입니다.
메뚜기는 원래 무리를 짓지 않고 혼자 풀숲에 숨어 살아가는 고독한 곤충이지만, 환경 변화로 개체 밀도가 급증하면 신체 구조와 행동 양식이 완전히 바뀌며 거대한 떼를 이루는 군집상으로 변화해요. 또한 메뚜기 떼에는 무리를 통솔하는 우두머리가 전혀 존재하지 않으며, 개체 간의 물리적 자극과 뒤에서 쫓아오는 동족 포식의 압박 때문에 일제히 한 방향으로 전진하는 집단 자기 조직화 현상으로 이동한답니다.
■ '고독상(Solitarious phase)' → '군집상(Gregarious phase)'으로 바뀌는 위상 변이(Phase Polyphenism)
평상시의 메뚜기는 다른 개체와의 접촉을 극도로 피하며 각자 흩어져 살아가는 고독상 상태를 유지하고 있어요. 이때의 메뚜기는 풀잎과 비슷한 초록색이나 갈색의 위장색을 띠고, 온순하며 이동 반경도 좁은 편입니다. 하지만 가뭄 뒤에 비가 많이 내려 먹이가 급증하여 번식이 폭발적으로 일어난 후, 다시 건조해져 좁은 풀밭에 수많은 메뚜기가 밀집하게 되면 생리적으로 대변화가 시작되는데요. 좁은 공간에서 수많은 메뚜기가 서로 부딪치면서 뒷다리의 감각 수용기가 지속적으로 자극을 받게 됩니다. 이 물리적 자극이 신경계를 통해 전달되면 뇌 속에서 신경전달물질인 세로토닌 분비가 급증해요. 세로토닌의 폭발적 분비는 불과 몇 시간 만에 메뚜기를 다른 개체를 찾아 모여드는 군집성 성향으로 바꾸어 놓으며, 다음 세대로 넘어가면서 체색이 눈에 잘 띄는 황갈색이나 검붉은색으로 변하고 날개가 길고 튼튼해지는 등 장거리 비행에 최적화된 군집상으로 탈바꿈하게 된답니다.
■ 우두머리가 없는 집단 이동과 동족 포식의 역학
개미나 벌과 달리 수천만에서 수억 마리에 달하는 메뚜기 떼에는 명령을 내리는 지도자나 우두머리 개체가 존재하지 않습니다. 메뚜기 떼의 일사불란한 행진과 비행은 복잡계 물리학에서 말하는 자기 조직화(Self-Organization) 원리로 설명이 되는데요. 주변 메뚜기들의 시각적 움직임과 비행 소리에 맞춰 자신의 속도와 방향을 나란히 맞추는 단순한 개별 반응들이 모여 거대한 파도 같은 무리의 흐름을 형성하는 것이지요. 특히 메뚜기 떼를 앞으로 내달리게 만드는 가장 강력한 추진력은 역설적이게도 굶주림과 동족 포식(Cannibalism)에 대한 공포라고 볼 수 있는데요. 군집 상태의 메뚜기들은 극도로 배가 고프면 단백질과 염분을 섭취하기 위해 눈앞에 있는 동료 메뚜기를 물어뜯어 잡아먹습니다. 만약에 한 메뚜기가 이동을 멈추거나 속도를 늦추면 뒤따라오는 무리에게 순식간에 잡아먹히게 되므로, 뒤에서 밀려오는 공격을 피해 도망치면서 동시에 앞서가는 메뚜기를 쫓아가는 필사적인 추격전이 메뚜기 집단 전체를 쉼 없이 앞으로 전진하게 만드는 것이랍니다.
■ 모든 메뚜기가 떼를 짓는 것은 아닌 종의 특이성
자연계에 존재하는 모든 메뚜기 종류가 거대한 농업 피해를 일으키는 떼를 형성하는 것은 아닌데요. 전 세계 메뚜기목 곤충 수천 종 가운데 이처럼 극적인 군집상 전환을 일으키는 종은 사막메뚜기, 풀무치, 이동메뚜기 등 십여 종 안팎의 특정한 황충류에 한정되어 있어요. 우리나라의 논밭에서 흔히 볼 수 있는 벼메뚜기나 방아깨비 같은 일반 메뚜기들은 개체 수가 많아지더라도 위상 변이를 겪지 않으며, 하늘을 뒤덮는 파괴적인 무리를 형성하지는 않습니다. 반면에 아프리카와 중동, 아시아 내륙에 서식하는 사막메뚜기는 하루에 수십 킬로미터를 날아다니며 자신의 체중과 맞먹는 약 2그램 가량의 식물을 매일 먹어 치워 국가적 식량 위기를 초래하기도 합니다.
■ 메뚜기 떼 피해 예측과 실무적인 방제 기술
현대 과학과 농업 분야에서는 메뚜기 떼의 발생을 미리 차단하기 위해 다양한 첨단 모니터링 기술을 활용하고 있는데요. 유엔식량농업기구(FAO)는 기상 위성 데이터를 통해 메뚜기 서식지의 강수량과 식생 지수를 실시간으로 분석하여, 메뚜기가 고독상에서 군집상으로 변하기 전 단계인 대량 번식 징후를 조기에 포착하고 있습니다. 메뚜기들이 군집상으로 완전히 변화하여 비행을 시작하면 살충제 살포만으로는 통제가 불가능해지므로, 무리를 이루기 전 유충 단계에서 친환경 곰팡이 제제(생물학적 살충제)를 살포하거나 비행경로를 선제적으로 차단하는 정밀 방제 작업을 수행하고 있지요.
정리하자면,
메뚜기는 본래 단독 생활을 하지만 개체 밀도가 급증하면 뒷다리 자극과 세로토닌 분비로 인해 신체와 행동이 공격적으로 변하는 군집상으로 전환되며, 메뚜기 떼에는 우두머리가 없이 개체 간 단순 반응과 동족 포식을 피하려는 생존 본능이 맞물려 거대한 집단 이동을 일으키는 것이랍니다.
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