The Role of Cuticular Hydrocarbons in the Intraspecific Sexual Recognition of Cyclocephala Barrerai (Coleoptera: Melolonthidae)

중앙 멕시코의 토양 속에 사는 Cyclocephala barrerai라는 이름의 딱정벌레를 상상해 보세요. 우리에게 이들은 작고 단단한 장갑차처럼 보이지만, 서로에게는 걸어 다니는 화학 광고판입니다. 이 논문은 이 딱정벌레들이 어떻게 짝을 찾는지 조사하며, 그 답은 보이지 않는 잉크로 쓰인 비밀 언어, 즉 **큐티클 탄화수소(CHCs)**에 있습니다. 이것을 딱정벌레의 껍질을 덮고 있는 왁스질의 기름진 향수라고 생각하면 됩니다. 이 향수는 몸이 마르는 것을 방지하는 동시에, "나는 교미할 준비가 된 암컷이다"라거나 "나는 그냥 지나가는 수컷일 뿐이다"라고 속삭입니다.

위대한 딱정벌레 매칭 실험

연구자들은 알고 싶었습니다. 이 왁스질의 향수가 사랑의 열쇠일까요, 아니면 그저 체취에 불과할까요? 이를 알아내기 위해 그들은 실험실에서 일련의 "블라인드 데이트"를 설정했습니다.

먼저, 그들은 헥산(용매)에 담가 실제 딱정벌레의 왁스 코팅을 제거했습니다. 그런 다음, 이 보이지 않는 향수를 세 가지 서로 다른 대상에 발랐습니다:

1. 평평한 유리 슬라이드.
2. (딱정벌레와 약간 유사한 모양의) 작은 유리 돔.
3. 자신의 향기가 모두 씻겨 나간 암컷 딱정벌레의 실제 빈 껍데기(사체).

결과:
연구진이 암컷의 향수를 칠한 유리 슬라이드를 발견했을 때, 수컷 딱정벌레는 가던 길을 멈추고 꼼짝도 하지 않았습니다. 그들은 그냥 지나치지 않았습니다. 그 지점을 응시하며 분명히 흥미를 보였습니다. 하지만 너무 격렬하게 반응하지는 않았습니다.

하지만 연구진이 암컷의 향수를 칠한 유리 돔을 사용했을 때, 수컷들은 열광했습니다. 그들은 더듬이를 문지르고, 돔을 기어오르려 시도하며, 심지어 유리와 교미를 시도하는 등 "구애 행동"을 보였습니다. **95%**의 수컷이 유리 돔을 구애 대상으로 삼았습니다.

진짜 핵심은 이것입니다. 죽은 암컷의 원래 향기를 모두 씻어낸 뒤, 다른 암컷으로부터 추출한 향수를 입혔을 때, **95%**의 수컷이 그녀와 교미를 시도했습니다. 그들은 심지어 빈 껍데기 안으로 생식기를 삽입하려고까지 했습니다.

이것이 배제하는 것:
이 논문은 수컷이 단순히 암컷의 형태를 보고 있거나 눈으로 보고 있다는 생각을 명시적으로 반박합니다. 연구진이 향기를 씻어낸 죽은 암컷을 사용했을 때, 수컷들은 그녀를 그냥 지나쳐 갔습니다. 그들은 더듬이로 그녀를 건드리긴 했지만, 아무런 관심도 보이지 않았습니다. 이는 시각과 촉각만으로는 충분하지 않다는 것을 증und하며, 화학적인 "향수"만이 수컷을 흥분시키는 유일한 요소임을 증명합니다.

또한, 이 논문은 수컷 딱정벌레가 이 향수를 싸움을 위해 사용하는 것이 아니라는 점도 밝혀냈습니다. 수컷의 향수에 노출되었을 때, 수컷들은 화를 내거나 공격성을 보이지 않았습니다. 그들은 그저 주변을 걷거나 조용히 있었습니다. 영토를 두고 싸우는 다른 일부 딱정벌레들과 달리, 이들은 싸움이 아니라 그저 암컷을 찾고 싶어 할 뿐입니다.

화학적 레시피

그렇다면 이 병 안에는 무엇이 들어있을까요? 과학자들은 이 향수를 분석하여 최소 6가지의 탄화수소(탄소와 수소의 긴 사슬)로 이루어진 칵테일을 발견했습니다. 주요 성분은 다음과 같습니다:

• 헤네이코세인 (Heneicosane)
• (Z)-9-트리코센 ((Z)-9-tricosene)
• 트리코세인 (Tricosane)
• 펜타코세인 (Pentacosane)
• 헵타코세인 (Heptacosane)
• 노나코세인 (Nonacosane)

또한 2-메틸트리코세인(2-methyltricosane)이나 17-펜타트리아콘텐(17-pentatriacontene) 같은 몇몇 다른 용의자들도 자주 나타났지만, 연구진이 이들과 대조할 정확한 화학적 "지문"을 가지고 있지 않아 100% 확정할 수는 없었습니다.

반전: 소년 vs 소녀
여기 재미있는 부분이 있습니다. 레시피는 거의 비슷하지만, 양이 다릅니다. 마치 두 사람이 같은 옷을 입고 있지만, 한 명은 스몰 사이즈를 입고 다른 한 명은 라지 사이즈를 입은 것과 같습니다.

• 수컷은 암컷보다 헤네이코세인, (Z)-9-트리코센, 트리코세인을 훨씬 더 많이 가지고 있습니다.
• 암컷은 구성 비율이 다르며, 그들의 혼합물 중에서는 트리코세인이 가장 풍부한 성분입니다.

논문은 이러한 차이가 "접촉 성 페로몬" 역할을 한다고 제안합니다. 수컷의 더듬이는 "수컷의 향기"와 "암컷의 향기" 사이의 차이를 맛볼 수 있는 초민감한 코와 같습니다.

성장과 향기의 변화

연구진은 또한 딱정벌레가 성장함에 따라 향기가 어떻게 변하는지도 살펴보았습니다. 딱정벌레가 번데기(그들의 "아기" 단계)에서 처음 깨어날 때, 향수는 매우 적으며 수컷과 암컷의 향기는 거의 동일합니다.

하지만 나이가 들고 생식 기관(생식샘)이 성숙해짐에 따라 향기는 변합니다.

• 6일째가 되면, 수컷은 암컷보다 특정 화학 물질을 훨씬 더 많이 갖게 됩니다.
• 25일째, 즉 완전히 성적으로 성숙하여 데이트할 준비가 되었을 때, 그 차이는 엄청납니다. 수컷은 매우 특정한 고농도의 혼합물을 가지고 있으며, 암컷은 자신만의 독특한 배합을 가집니다.

논문은 이러한 변화가 딱정벌레의 호르몬 및 식단(성충인 C.-barrerai는 먹이를 먹지 않으므로 식단의 부재)과 관련이 있다고 제안합니다. 이 향수를 만드는 데 필요한 화학 물질들은 그들이 토양 속 뿌리를 갉아먹던 유충 시절에 저장되었을 가능성이 높습니다.

결론

이 연구는 Cyclocephala barrerai에게 있어 사랑은 공기 중에, 즉 그들의 피부 위에 있는 왁스 속에 있다는 것을 시사합니다. 수컷 딱정벌레는 암컷이 거기 있다는 것을 알기 위해 볼 필요가 없습니다. 그저 그녀를 만지고 그녀의 독특한 화학적 서명을 맛보기만 하면 됩니다. 만약 서명이 맞다면, 그는 멈추고, 구애하고, 교미를 시도합니다. 만약 서명이 없거나 틀리다면(예: 깨끗이 씻긴 암컷이나 수컷의 경우), 그는 떠나갑로 갑니다.

이 논문은 이러한 화학 물질이 행동을 유발한다는 것을 증명하지만, 딱정벌레가 성숙함에 따라 이 화학 물질들을 켜는 정확한 생물학적 "스위치"가 무엇인지는 여전히 미스터리로 남아 있으며, 아마도 호르몬과 딱정벌레의 내부 시계와 연결되어 있을 것이라고 제안합니다. 하지만 한 가지 분명한 것은, 이 딱정벌레들의 세계에서는 암컷의 향기를 풍기지 못한다면 데이트를 할 수 없다는 것입니다.