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- 기온 상승으로 식물의 꿀 생산량이 줄어들어 수분 매개 곤충에게 위협
- 따뜻한 식물에서 꿀을 마신 나비는 대조군 나비보다 체지방량이 약 26% 적었다.
- 가열된 환경에서 자란 식물은 대조군 식물보다 꽃이 평균 13% 적었다
- 가열된 식물의 꿀에는 대조군 식물보다 당분이 약 24% 적게 함유돼

기후 변화로 꿀의 당 함량이 감소한다.
기온 상승으로 식물의 꿀 생산량이 줄어들어 수분 매개 곤충에게 위협이 되고 있다.

꿀이 있어도 굶주리는 곤충들:
기후 변화는 나비와 다른 꿀을 먹는 곤충들에게 또 다른 위협을 가하고 있다. 한 실험에 따르면, 기온 상승으로 인해 숙주 식물의 꿀 생산량이 줄어들고 영양가가 떨어지는 것으로 나타났다. 단 0.5도 상승만으로도 실험 대상 식물의 꿀 당 함량이 24%나 감소했다. 연구팀은 이러한 현상이 특히 장거리 비행을 하는 나비나 제비나비와 같은 곤충들에게 치명적일 수 있다고 설명한다. 

▲ 거친잎아스터 꽃 위에 앉아 있는 모나크 나비. 온도가 조금만 올라가도 이 식물의 꿀은 영양가가 떨어진다. © Valérie Chartrand

곤충은 중요한 수분 매개자이지만, 단일 작물 재배, 살충제 사용, 그리고 기후 변화로 인해 어려움을 겪고 있다. 전 세계적으로 날아다니는 곤충의 수는 이미 급격히 감소했다. 이는 사과, 커피, 아몬드 등 많은 작물의 수확량 감소로 이어졌다. 나비는 다양한 꿀벌 종과 함께 많은 식물에게 중요한 수분 매개자다. 꽃의 당분이 풍부한 꿀은 특히 Painted Lady나 Monarch 나비와 같은 철새들에게 매우 중요하다.

나비에게 유익한 세 가지 식물, 고온에 대한 실험

하지만 바로 이 점이 나비들에게 문제가 되고 있다. 오타와 대학교의 캐서린 필 교수와 동료 연구진은 기후 변화가 꽃꿀의 질에 점점 더 큰 영향을 미치고 있다는 사실을 발견했다. 그들은 기온 상승이 Monarch 나비가 멕시코 월동지로 이동하기 전에 필요한 에너지를 공급하는 늦게 피는 세 가지 식물, 즉 뉴잉글랜드 아스터(Symphyotrichum novae-angliae), 캐나다 골든로드(Solidago canadensis), 그리고 야생 벌밤(Monarda fistulosa)에 어떤 영향을 미치는지 조사했다.

실험을 위해 필(Peel)과 연구팀은 시험 재배지에 있는 식물들을 주변 환경보다 약 0.5도 높은 개방형 항온실로 둘러쌌다. 가열하지 않은 실험실을 대조군으로 사용했다. 식물이 꽃을 피우기 시작하자 연구진은 실험실 위에 설치한 커다란 그물망 우리에 어린 왕나비를 넣고 5일 동안 꿀을 마시게 했다. 연구진은 "5일은 왕나비의 전형적인 휴식 기간으로, 이 기간 에너지를 보충한다"고 설명했다. 분석을 위해 연구진은 식물이 생산하는 꿀의 양과 영양 성분을 조사했다. 또한 나비의 체중과 체지방률 변화를 측정했다.

▲ 개념 및 실험 설계. (a) 온난화가 꿀 식물과 모나크 나비에 미치는 영향을 보여주는 개념도. 온난화는 꿀 식물과 모나크 나비에 직접적인 영향을 미칠 수 있지만(검은색 화살표), 온난화로 인한 꿀 식물의 변화를 통해 간접적으로도 영향을 미칠 수 있다(빨간색 화살표). 꿀 식물은 온난화와 무관하게 모나크 나비에 직접적인 영향을 미칠 수 있다(검은색 화살표). (b, c) 그림: 온도 처리 및 대조군 실험 설계. (b) 2023년 6월 9일, 플레처 야생동물원-캐나다 식물원 단지 내 솔리다고 카나덴시스 줄기에 설치된 개방형 챔버. (c) 2023년 8월 20일, 플레처 야생동물원-캐나다 식물원 단지 내 솔리다고 카나덴시스 줄기에 설치된 개방형 챔버(왼쪽)와 대조군 챔버(오른쪽)의 예시. 대조군 챔버는 PVC 파이프로 제작되었다. 두 챔버 모두 망사 천으로 감싸져 있다(사진에는 보이지 않음). 모기장을 씌운 강철 정원용 말뚝으로 만든 커다란 울타리가 각 방 주변에 설치되어 있으며, 나비가 울타리 안에서 자유롭게 움직일 수 있도록 사방에 30cm 이상의 여유 공간을 확보했다. 윗부분이 개방된 방과 PVC 재질의 대조실은 높이 1.5m, 바닥 너비 1.2m이다.

낮은 당분 함량의 꿀과 날씬해진 나비

필과 그의 동료들은 "이번 실험을 통해 식물의 꽃 생산량과 왕나비의 체지방량에 대한 온도 상승의 간접적인 영향을 분명히 확인할 수 있었다"고 보고했다. 따뜻한 식물에서 꿀을 마신 나비는 대조군 나비보다 체지방량이 약 26% 적었다. 생물학자들은 "저장된 지방은 이동과 겨울을 위한 에너지 비축량이므로 이는 생물학적으로 중요한 의미를 갖는다"고 강조했다.

나비의 영양 상태가 악화된 이유는 식물 분석 결과에서 분명하게 드러났다. 가열된 환경에서 자란 식물은 대조군 식물보다 꽃이 평균 13% 적었다. 또한, 가열된 식물의 꿀에는 대조군 식물보다 당분이 약 24% 적게 함유되어 있는 것으로 연구팀은 확인했다.

▲ 온도 처리(대조군 및 가온 처리군)에 대한 식물의 반응. (a) 상대적 줄기 생장, (b) 개화 시작일(DOY), (c) 꽃의 개수, (d) 꿀의 당 농도(°BRIX)를 나타낸다. 검은색 기호는 각 종에 대한 원시 데이터를 기반으로 한 평균 추정치와 95% 신뢰 구간을 나타낸다: Monarda fistulosa(원), Solidago canadensis(삼각형), Symphyotrichum novae-angliae(사각형). 빨간색 선은 온도 처리 간의 전체적인 차이(존재하는 경우)를 나타낸다(표 2). (출처:Warming-Mediated Decreases in Nectar Quality Translate Into Lower Energy Reserves of the Monarch Butterfly (Danaus plexippus) / First published: 20 January 2026 / Global Change Biology Communications)

오타와 대학교의 수석 저자 헤더 카루바(Heather Kharouba)는 "온도 상승으로 꿀의 영양가가 떨어진다"고 설명하며, "나비들이 원하는 만큼 꿀을 마실 수 있었지만, 영양 부족을 보충할 수는 없었던 것 같다"고 덧붙였다.

▲ 온도 처리(대조군 및 가온 처리)에 따른 모나크 나비의 신체 상태 및 구성 변화. (a) 습중량(g), (b) 지방량(g), (c) 제지방량(g), (d) 수분량(g)을 나타낸다. 모든 변수는 제곱근 변환되었다. 검은색 기호는 각 종(Monarda fistulosa(원), Solidago canadensis(삼각형), Symphyotrichum novae-angliae(사각형))에 대해 각 처리 조건에서 원시 데이터를 기반으로 한 평균 추정치와 95% 신뢰 구간을 나타낸다. 빨간색 선은 온도 처리 간의 전체적인 차이(존재하는 경우)를 나타낸다. (출처:Warming-Mediated Decreases in Nectar Quality Translate Into Lower Energy Reserves of the Monarch Butterfly (Danaus plexippus) / First published: 20 January 2026 / Global Change Biology Communications)

우려되는 점

연구진에 따르면, 이는 기후 변화가 곤충에게 해를 끼치는 또 다른 간접적인 방식을 보여준다. 일부 지역에서는 단 0.5도(섭씨)의 온도 상승만으로도 꽃꿀의 질이 저하될 수 있다는 것이다. 이번 실험에서는 연구 대상이 된 세 가지 늦게 피는 식물 모두에서 이러한 현상이 나타났다. 하지만 다른 지역이나 개화 시기가 다른 식물들이 얼마나 영향을 받는지는 추가적인 연구가 필요하다.

그런데도 생물학자들은 이번 연구 결과에서 우려할 만한 점을 발견했다. 카루바는 "기후 변화가 간접적으로 수분 매개 곤충에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있다. 수분 매개 곤충에게 필수적인 먹이 자원이 감소하고 있는 것이다"고 말했다. 나비, 꿀벌, 그리고 다른 수분 매개 곤충들은 이중적인 문제에 직면해 있다.

첫째, 이번 실험에서 나타난 것처럼 꿀의 영양 성분이 감소하고 있다.
둘째, 많은 지역에서 식물 생육 기간이 변화해 곤충들이 개화 절정기에 너무 일찍 또는 너무 늦게 도착하는 문제가 발생하고 있다. 이 두 가지 요인이 복합적으로 작용하면 수분 매개 곤충의 생존과 번식이 위협받을 수 있다.

참고: Global Change Biology, 2026; doi: 10.1002/gcb4.70001)
출처: 오타와 대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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