로얄젤리가 어떻게 여왕벌에게 산란능력을 만들어주는걸까요?
여왕벌이나 일벌이나 같은 애벌레이지만 로얄젤리를 먹고 자라는 애벌레만 여왕벌이 된다는 내용을 보았어요. 일벌들은 알을 낳지 않고, 여왕벌만이 알을 낳을 수 있잖아요. 그럼 로얄젤리가 여왕벌에게 산란능력을 만들어준다는 것인데 어떻게 이런게 가능한가요??
로얄젤리가 여왕벌에게 산란능력을 부여하는 과정은 과학적으로도 중요한 연구 주제 입니다. 여왕벌과 일벌의 차이는 주로 그들이 섭취하는 것 -특히 로얄젤리-의 양과 섭취기간에 의해 결정됩니다.
여왕벌이 될 애벌레는 태어남과 동시에 지속적으로 로얄젤리만을 먹습니다. 반면에, 일벌이 될 에벌레는 초기 몇 일간만 로얄젤리를 섭취하고 이후에는 꽃가루와 꿀로 같은 식량으로 전환해서 섭취합니다. 로얄젤리를 많이 섭취한 애벌레는 성장 호르몬과 관련된 유전자가 활성화되어 더 크게 자라며, 생식 기관이 완전히 발달합니다. 로얄젤리 내의 영양소와 화학적 성분들은 여왕벌의 호르몬 체계에 영향을 미치며, 이것이 생식 능력 유무에 직접적으로 관련이 있습니다.
로얄젤리는 벌의 유충을 키우는 일벌의 인두선에서 분비되는 백색 물질입니다. 이 물질은 양질의 단백질과 지방으로 이루어져 있으며, 일벌이 10일 동안 모아야만 쌀알 2개 정도의 양을 만들 수 있죠.
벌은 부화 후 초기 3일간은 모두 로얄젤리를 먹게 되나, 후반 3일간은 꽃가루와 꿀만 먹으면 일벌이 되고, 로얄젤리를 먹으면 여왕벌이 됩니다. 로얄젤리를 먹고 자란 여왕벌은 다른 일벌에 비해 몸집이 크고 수명은 수십 배 길며, 산란 능력을 갖추게 됩니다.
이런 차이를 만드는 것은 로얄젤리 속 단백질 성분인 로열랙틴입니다. 이 단백질은 여왕벌을 만드는 것인데요, 로열랙틴의 처리 방식에 따라 여왕벌의 특성이 달라지게 되는데 이 과정에서 산란능력을 가질 수 있게 됩니다. 즉. 여왕벌이 되는 건 유전적인 것이 아니라 로얄젤리를 얼마나 먹느냐에 따라 결정된다는 것을 의미하죠.
로얄젤리에는 로열락틴이라는 단백질이 있으며 이것을 먹으면 곤충의 세포를 증식시키고 수명을 늘리는 유전자를 활성화 시킵니다.
여왕벌과 일벌의 유전자는 동일하지만,
유충때 무엇을 먹는 가에 따라 유전자 발현이 차이가 나고 이것이 여왕벌과 일벌을 나누게 되는 원인이 됩니다.
여왕벌이 없는 벌 군집에서, 몇몇 유충을 선별하여 로열젤리를 먹이기 시작합니다.
이러면 유충이 급속도로 성장하며, 이들 중 또 선별을 거쳐 로열젤리를 먹입니다.
최종적으로 선별된 유충이 결국 여왕벌로 성장합니다.
여왕벌의 유충은 성장이 끝날때까지 로열젤리만 먹는데,
여왕벌로 선택되지 않은 유충은 꿀과 꽃가루를 먹습니다.
꿀과 꽃가루에 포함된 miRNA가 유충의 난소의 성장을 억제한다고 합니다.
로얄젤리에 함유된 영양소는 여왕벌의 생식기관을 발달시키고 산란능력을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있습니다. 또한 로얄젤리에는 호르몬과 유전자 발현을 조절하는 물질이 함유되어 있어서 여왕벌의 생식 시스템을 조절하고 산란 능력을 증진시킬 수 있습니다.