블로그

Jul 08, 2023

곤충이 겪는 일은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 이상합니다

곤충학자인 제임스 트루먼(James Truman)은 열여섯 살 때의 만남을 회상하며 “나에게는 다마스커스로 가는 길과 같은 순간이었다”고 말했습니다. “우리 가족은 여름 별장인 트레일러를 가지고 있었습니다.

리브카 갈첸(Rivka Galchen)

곤충학자인 제임스 트루먼(James Truman)은 16세 때의 만남을 회상하며 “나에게 있어서 그것은 다마스커스로 가는 길과 같은 순간이었습니다.”라고 말했습니다. “우리 가족은 이리 호숫가에 여름 별장과 트레일러를 갖고 있었습니다. 트레일러 공원을 걷다가 위를 올려다보니 나무에 벌레가 있는 것을 보았습니다. 그것은 복부 길이가 3인치인 기생 말벌이었습니다.” 그는 '저게 대체 뭐지?'라고 생각했습니다. 그 호기심 때문에 “책을 갖게 됐다”고 트루먼은 말했습니다. 그것은 과학 삽화가인 Edna Libby Beutenmüller의 상세한 그림과 함께 Frank E. Lutz가 1918년에 처음 출판한 "곤충에 관한 현장 책"이었습니다. 트루먼은 “나는 생물학자가 되고 싶다는 것을 항상 알고 있었지만 새, 포유류 등 관심 분야가 다른 분야로 바뀌었다”고 말했다. 그러다가 그는 변화되었습니다. 그는 자신이 곤충을 연구할 것이라는 것을 알고 있었습니다.

물론 곤충은 작지만 동물 종의 80% 이상을 차지합니다. 그들은 또한 특별한 마법을 가지고 있습니다. 대부분은 완전한 변형을 겪습니다. 무당벌레는 뾰족한 검은 크롤러로 삶을 시작합니다. 정원 호랑이 나방은 털이 많은 애벌레로 삶을 시작합니다. 일부 물고기와 양서류도 변태합니다(포유류는 절대 그렇지 않습니다!). 그러나 곤충에는 외골격이 있기 때문에 그들의 변태 변형은 눈에 보이지 않는 곳에서 일어납니다. 성체 생물이 완전한 형태로 나타날 때 그 효과는 Athena가 떨어지는 Perdix를 자고새로 변모시키는 것만큼 놀랍습니다. , 또는 다프네가 월계수로 변하는 경우.

노트르담 대학교 신입생이었던 트루먼은 유명한 곤충학자인 조지 크레이그(George Craig)가 운영하는 모기 유전학 연구실에서 일했습니다. 그 연구소는 모기로 가득 찬 메쉬로 덮인 종이 상자 위에 팔을 대고 시간을 보냈습니다. 모기는 먹이를 먹고 피를 빨아먹습니다. 그가 점심을 먹는 동안. Truman이 도착했을 때 모기 매개 질병을 개선하는 데 도움이 될 수 있는 돌연변이를 식별하는 데 주로 중점을 두었던 Craig의 연구실에서는 matrone이라는 페로몬을 조사하는 부업을 진행했습니다. 짝짓기 중에 수컷 모기는 마트론을 방출하고 그 결과 암컷 모기는 더 이상 짝짓기를 원하지 않습니다. 트루먼은 “그녀는 단지 피를 원한다”고 말했다. 따라서 암컷 모기는 한 번만 짝짓기를 합니다. 트루먼은 “호르몬이 그토록 극적인 행동 변화를 일으킬 수 있다는 사실이 나에게는 정말 놀라운 일이었다”고 말했다.

트루먼은 하버드의 생물학자 린 리디포드 연구실에서 대학원 연구를 수행했습니다. 그녀는 또한 곤충의 성장과 행동에 영향을 미치는 호르몬 및 기타 요인에도 관심이 있었습니다. (두 사람은 나중에 결혼했지만 Riddiford는 Truman이 졸업할 때까지 그와 결혼하지 않겠다고 말했습니다.) 이러한 질문은 계속해서 Truman의 연구를 형성했습니다. 트루먼은 "나는 거대한 비단나방을 가지고 작업하고 있었습니다."라고 트루먼은 말했습니다. 이 나방은 Ovid 이야기에서처럼 형태가 변하는 생활사를 갖고 있는 생물입니다. 처음에는 길이가 약 6~7mm인 작은 애벌레입니다. 그런 다음 네 번 탈피하고(그 동안 원래 크기의 거의 천 배까지 자랍니다) 실크 누에고치로 몸을 감싸고 기능적인 입이 없고 먹을 수 없는 큰 나방으로 나옵니다. 따라서 심지어 7일 이내에 죽습니다. 통과하였으므로 즉시 교배를 목표로 합니다. 트루먼은 이러한 변화를 조절하는 호르몬을 연구했고 "변태에 매료되었고 변태의 행동에 관심을 갖게 되었습니다"라고 그는 말했습니다. “이러한 관심은 뇌, 특히 변태 과정에서 어떻게 변화하는지 이해하려는 욕구로 합쳐졌습니다. 애벌레의 뇌가 어떻게 나방의 뇌로 변하는지 이해하고 싶었어요.”

캠브리지 대학교에서 안식년을 보내는 동안 Truman과 Riddiford는 나방 연구를 잠시 쉬고 초파리로 더 잘 알려진 초파리를 관찰하기 시작했습니다. 트루먼은 “이 거대한 실크나방을 위한 유전적 도구는 없었지만 초파리에게는 좋은 유전적 도구가 있었다”고 말했다. 과학자들은 초파리의 유전적 구성에 대해 매우 상세한 지식을 갖고 있습니다. 특정 유전자를 녹아웃시키고 유전자가 발현되는 방식이나 시기를 변경하는 도구가 존재합니다. 모든 종류의 돌연변이가 있는 초파리를 쉽게 주문할 수 있습니다. 심지어 파리가 일반적으로 더듬이가 자라는 곳에서 다리가 자라게 하는 유전자 돌연변이가 있는 초파리도 주문할 수 있습니다. 이러한 연구는 거의 100년 전 컬럼비아 대학교에서 플라이 룸(Fly Room)이라는 곳을 운영했던 생물학자 토마스 헌트 모건(Thomas Hunt Morgan)이 수행한 작업으로 거슬러 올라갑니다. 오늘날 연구자들은 200만 개가 넘는 초파리 계통에 접근할 수 있습니다. 이를 통해 애벌레나 성체 단계에서 생각할 수 있는 거의 모든 생물학적 측면을 정밀하게 조작할 수 있습니다. “초파리의 경우 우리의 상상력은 제한적일 뿐 기술적으로는 제한되지 않습니다.”라고 트루먼은 말했습니다.