하늘을 뒤덮고 식물을 닥치는 대로 먹어 치워 경작지를 초토화하는 이동 메뚜기 떼는 여간 골칫거리가 아니다.

아시아와 아프리카 지역에서 특히 더 심해 수백만 명이 먹을 식량을 앗아가곤 하는데, 메뚜기가 분비하는 페로몬을 이용해 서로 잡아먹게 함으로써 재앙급 피해를 줄일 수 있는 단서가 확보됐다.

5일 독일 '막스 플랑크 화학생태연구소'와 외신 등에 따르면 이 연구소 진화·신경행동학과장 빌 한슨 박사가 이끄는 연구팀은 메뚜기가 동종포식을 피하기 위해 발산하는 페로몬과 후각수용체를 찾아낸 결과를 과학 저널 '사이언스'(Science)에 발표했다. 

이동 메뚜기(Locusta migratoria)는 일정 지역 안에서 다른 개체와 접촉 없이 각자 생활하다가 때가 되면 모여들어 이동한다. 혼자서 생활할 때는 먹는 양이 상대적으로 적지만 비가 내려 식량이 풍부해지며 밀도가 늘어나면 불과 몇 시간 만에 모여들며 본색이 드러난다.

거대한 떼를 이루게 하는 집합 페로몬이 분비되며 서로 보고, 냄새를 맡고 접촉하는데 이를 통해 뇌의 세로토닌과 도파민 수치가 올라 왕성한 식욕을 보이고 활동량도 늘어나는 등 공격적인 상태가 된다.

이때 서로 잡아먹는 동종 포식도 이뤄지게 된다.

동종포식은 뒤쪽에서 앞에 있는 메뚜기를 잡아먹는 방식으로 이뤄지며 포식에 대한 두려움으로 메뚜기떼를 계속 한 방향으로 이동하게 만드는 작용을 하는 것으로 연구돼 있다.

한슨 박사 연구팀은 기존 연구 결과를 토대로 이동 메뚜기를 대상으로 행동 실험을 진행했다.

이를 통해 우리 안 개체가 늘어날수록 동종포식도 늘어나 메뚜기떼 내 밀도와 동종포식이 직접적인 상관관계를 갖는 것을 확인했다.

또 이동 메뚜기가 떼를 이뤘을 때와 단독생활을 할 때 내는 향을 일일이 비교하고 분석해 집단생활을 할 때만 발산하는 17종의 향을 찾아냈다.

이 중 '페닐아세토나이트릴'(phenylacetonitrile·PAN)이 유일하게 다른 개체의 행동을 억제하는 것으로 나타났는데, 유전자 조작 실험을 통해 이 향이 동종포식을 막아주는 역할을 한다는 점을 발견했다.

주변으로 모여든 공격적인 다른 개체에 '나를 잡아먹지 마'라는 신호를 준다는 것이다.

논문 제1 저자인 헤탄 창 박사는 "유전자 조작으로 관련 효소를 제거해 PAN을 생성하지 못하게 하자 동종포식이 급증했으며, 이런 결과를 통해 PAN이 동종포식을 강하게 억제하는 작용을 한다는 점을 확인할 수 있었다"고 설명했다.

연구팀은 PAN에 예민한 후각 수용체 'OR70a'도 찾아냈다. 이 후각수용체를 불능화한 메뚜기는 PAN 신호를 인지하지 못해 동종포식이 늘어나는 것으로 나타났다.

연구팀은 메뚜기의 동종포식을 제어할 수 있는 페로몬이 메뚜기떼 피해를 줄일 새로운 가능성을 열어놓는 것이라고 했다.

한슨 박사는 "메뚜기의 PAN 생성이나 후각수용체 기능을 억제한다면 동종포식 행동을 늘려 메뚜기 떼를 통제할 수 있을 것"이라면서 "메뚜기떼 규모를 줄이고 작물이 재배되지 않는 곳으로 이동하도록 유도한다면 많은 것을 얻을 수 있을 것"이라고 했다. 연합뉴스