이제 방제도 친환경! 산림해충 잡는 ‘페로몬’

기온이 높아지는 여름철에는 해충으로 인한 산림피해가 늘어난다. 특히 가로수, 공원, 아파트 단지 등 생활권에도 다양한 산림해충들이 발생해 나무에 큰 피해를 주고 있다. 생활권 산림해충은 제때 방제를 하지 않으면 나무에 피해를 줄 뿐만 아니라 사람들에게 혐오감, 알레르기 등을 일으킬 수 있다.

그렇다고 무조건 독성이 강한 농약을 쓸 수는 없다. 해충을 없애려다 산림의 생태계는 물론 인간에게도 악영향을 미칠 수 있기 때문이다. 또한 농약 처리 시기가 부적절하거나 굳이 농약방제를 하지 않아도 되는 밀도에도 방제를 해 여러 가지 문제가 발생하기도 한다.

오늘날 가로수나 아파트, 공원 등 생활권 활엽수 수목에 큰 피해를 주고 있는 대표적인 해충은 미국흰불나방이다. 미국흰불나방의 원산지는 북미지역인데 1948년경 일본을 시작으로 아시아 지역에 침입해 1958년경 한국(서울), 1979년경 중국의 순으로 개체수를 늘려왔다.

회양목명나방도 생활권 주요 수목해충으로 꼽힌다. 회양목명나방은 한국, 일본, 중국, 인도 등 아시아 국가에 주로 분포한다. 최근에는 유럽에도 발생해 정원수로 식재된 회양목에 큰 피해를 주고 있다.

가로수나 정원수로 인기 있는 회양목은 전 세계에 약 30종, 우리나라에는 1종 3변종이 있는 상록 관목이다. 회양목류를 가해하는 해충으로는 더듬이긴노린재, 회양목가루이, 회양목혹파리, 매실애기잎말이나방, 회양목명나방 등이 보고돼 있으며, 이들 중 회양목에 가장 큰 피해를 주는 것이 회양목명나방이다.



[그림 1] 페로몬 설치 모습(좌) 및 트랩에 잡힌 미국흰불나방 수컷 성충의 모습(우). 사진 제공 : 국립산림과학원

국립산림과학원에서는 생활권 주요 수목해충인 미국흰불나방과 회양목명나방을 대상으로 페로몬 방제 실험을 진행하고 있다. 페로몬 방제법이란 말 그대로 해충의 페로몬을 이용하는 것이다. 페로몬, 특히 나방들이 내는 페로몬에는 성페로몬이 있다. 성페로몬은 주로 암컷이 내는 화학물질로, 수컷을 유인해 교미를 하기 위해 발산한다. 수컷은 아주 소량의 암컷 페로몬에도 반응을 하게 된다.

[그림 2] 미국흰불나방 페로몬의 유인 효과(상)와 화양목명나방의 페로몬 야외 유인력 시험 결과(하)(E와 Z는 E11-16Ald와 Z11-16Ald의 약자로, 화양목명나방에서 추출한 페로몬을 이루는 성분).
사진 제공 : 국립산림과학원


이러한 페로몬의 유인력을 방제에 이용하는 것이 페로몬 트랩이다. 페로몬 트랩을 이용하면 수컷 성충을 대량으로 포획하거나 정확한 해충 발생 시기를 알 수 있어 방제 적기에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한 교미교란제로 개발해 방제에 활용할 수 있다.

페로몬 분석을 위해서는 우선 페로몬을 얻어야 한다. 대상으로 하는 암컷 성충의 페로몬 샘에서 유기용매로 페로몬을 추출하고 여러 가지 분석기기를 이용해 분석한다. 이렇게 분석된 페로몬 후보 물질(2~3종 화합물)은 여러 가지 조성비로 제작돼 야외에서 유인력 검정을 시험하게 된다. 야외 실험에서 가장 유인력이 뛰어난 페로몬 조성비는 산림해충 방제, 혹은 발생 시기 모니터링에 활용된다.

2012년도에 미국흰불나방 페로몬으로 유인활성 실험을 진행한 결과, 트랩당 29.3마리가 포획됐으며 회양목명나방의 경우 페로몬트랩에 평균 9마리가 유인됐다. 당시 페로몬을 설치하지 않은 트랩에는 한 마리도 채집되지 않아 페로몬의 유인효과가 크다는 것을 알 수 있었다. 2013년도에는 서울숲에서 두 해충에 대해 페로몬을 이용한 시범방제를 5월말부터 수행하고 있으며, 9월까지 효과조사를 한 후 시범방제 효과를 분석할 계획이다.

페로몬을 이용한 방제의 가장 큰 장점은 방제하고자 하는 해충만을 잡을 수 있다는 점이다. 페로몬은 종 특이적이어서 산림해충의 종류에 따라 반응하는 페로몬이 다르기 때문이다. 따라서 우리가 방제하고자 하는 해충이 반응하는 특정 페로몬을 이용하면 다른 곤충이나 동물이 피해를 입을 걱정이 없다. 또한 자연계에 이미 존재했던 물질이면서 아주 소량으로도 작용하기 때문에 환경에 미치는 부정적인 영향도 거의 없다.

물론 페로몬 방제법에도 단점은 있다. 기존 유기합성농약에 비해 방제 효과가 떨어지고 유충시기에는 방제에 활용 할 수 없다는 점이 그것이다. 하지만 페로몬을 활용하게 되면 직접 방제에도 활용하면서 해충의 정확한 발생시기와 밀도를 예측할 수 있어 추후 농약의 사용 횟수를 줄일 수 있다.

앞으로 친환경 방제에 대한 요구는 점점 늘어날 것이다. 특히 생활권 수목해충에 대한 친환경 방제법 개발은 시급한 실정이다. 페로몬 트랩을 이용해 방제는 물론 유기합성농약의 적절한 사용을 유도하면 산림을 보다 안전하고 건강하게 유지할 수 있을 것이다.

글 : 박일권 국립산림과학원 산림병해충연구과 연구사

 

 

저작자 표시 비영리 변경 금지
신고
바야흐로 짝짓기의 계절인 봄이 왔다.

짐승들은 짝을 찾아 헤매고 식물은 꽃을 피운다. 벌써 양지바른 산등성이에는 개나리와 산수유가 한창이고 성급한 진달래도 얼굴을 내밀어 곳곳을 울긋불긋 물들이고 있다. 정작 자신은 아무것도 보지 못하는 식물들이 굳이 아름다운 꽃을 피우는 까닭은 무엇일까? 그것은 곤충에게 보내는 말 없는 호소이다. 식물은 색깔로 모양으로 곤충과 대화한다. “내 화려한 꽃을 보세요. 꽃가루가 많답니다. 어서 오셔서 맘껏 드세요.” 대신 곤충은 꽃의 수분을 도와준다.

꽃에 이끌리는 것은 곤충만이 아니다. 봄이 오면 사람들도 꽃구경을 간다. 하지만 사람들은 잘 가꾸어진 화단보다도 숲을 더 좋아한다. 숲에서 만날 수 있는 것은 꽃 이상이기 때문이다. 우거진 숲에 가면 사방이 죽은 듯 조용하다. 이것을 고요라고 한다. 곧 상쾌한 기분이 든다. 왜 그럴까?

숲이 좋은 이유는 숲에는 생명이 있고, 숲 그 자체가 생명이기 때문이다. 숲의 주인은 뭐니 뭐니 해도 나무! 나무는 숲의 주인이지만 움직이지 못한다. 하지만 나무도 주위의 적으로부터 공격을 받기도 하고, 또 다른 식물이나 곤충들과 대화를 나눌 일도 있다. 식물은 색깔과 모양 그리고 화학물질로 곤충과 대화한다. “난 아직 익지 않았으니까 손대지 않은 게 좋을 거야!” “나에겐 독이 있는 걸!” 이렇게 대화를 하기 위해 내 놓는 화학물질을 페로몬이라고 부른다.


식물과 주변 생물들의 대화가 언제나 잘 되는 것만은 아니다. 말이 잘 안 통하는 녀석들이 있다. 이 녀석들은 식물에게 도움을 주기는커녕 식물을 병들게 한다. 바이러스와 박테리아 가 그것이다. 움직일 수 없는 식물은 이들을 물리치는 강력한 무기를 가지고 있다. 이것이 바로 피톤사이드(Phytoncide). ‘식물’을 뜻하는 그리스어 ‘Phyton’과 ‘죽인다’는 뜻의 ‘-Cide’가 합쳐져 만들어진 단어로서 ‘식물항균제’로 번역될 수 있을 것이다. (신문 기사에서는 ‘피톤치드’라고도 한다.)


피톤사이드는 어떤 특정한 분자를 가리키는 말이 아니다. 여기에는 페놀 화합물, 알칼로이드, 당분 등이 포함되어 있으며 다른 페로몬과 마찬가지로 테르펜(Terpene)이라는 화합물 종류가 주요 성분이다. 테르펜은 C5H8을 기본단위로 하는 탄화수소로서 대분분의 식물향, 색소, 수지, 고무가 여기에 속한다.

피톤사이드는 말 그대로 포도알균, 사슬균, 디프테리아 따위의 미생물을 죽이는 역할을 한다. 따라서 햇빛이 많고 온도와 습도가 높을 때 상대적으로 많이 발생하는 것은 당연하다. 왜냐하면 이런 환경에서 미생물들도 활개를 치기 때문이다.

각종 동물의 시체와 배설물로 역겨운 냄새가 나야 할 숲에서 오히려 상쾌한 삼림욕을 할 수 있는 이유도 살아 있는 숲이 배출하는 피톤사이드 때문이다. 피톤사이드는 냄새의 원인을 화학적으로 분해하는 능력을 갖고 있다. 피톤사이드는 미생물은 죽이지만 동물과 인간들에게는 매우 유익하다. 삼림욕을 할 때 느끼게 되는 향긋한 냄새는 피톤사이드의 주성분인 테르펜이 공기 속으로 휘발하면서 나는 것이다.

적당한 스트레스는 긴장을 주어 오히려 건강에 이롭다. 하지만 현대인들은 과도한 스트레스에 시달리고 있으며 스트레스를 줄여주는 약이나 음식으로는 이렇다 할 만한 것이 없는 형편이다. 그런데 삼림욕은 스트레스의 해소에 큰 도움을 준다. 테르펜이 스트레스 호르몬인 코티졸(Cortisol)의 분비를 감소시킴으로써 심리적인 안정을 주기 때문이다. 또 심폐기능을 강화시켜 주고 피부를 소독하는 약리작용도 갖고 있다. 따라서 수목의 생육이 왕성한 초여름부터 가을사이에 깊은 숲 안쪽에서 숲의 향기를 깊게 들이마셨다가 내쉬는 삼림욕은 우리의 심신을 정화하는 역할을 한다.


열대 지방의 음식에는 여러 가지 향신료가 쓰인다. 이는 맛과 향을 내는 작용뿐만 아니라 덮고 습한 지역에서 활발하게 번식하는 여러 가지 미생물을 죽이는 역할도 하기 때문이다. 우리의 조상들도 숲에서 나는 향기에 관심이 많았다. 동의보감에는 소나무가 ‘허리를 치료하고 기의 부족을 채우며 특히 솔잎은 오장을 편하게 해준다’ 라고 기록되어 있다. 지금도 피톤사이드에 대한 연구가 매우 활발한 데, 특히 한국산 침엽수인 편백(Chamaecyparis obtusa)의 미생물 억제효과에 관심이 높다.

산림욕과 피톤사이드의 효능이 알려진 후 이것을 이용한 치약, 샴푸, 방향제 심지어 생리대와 기저귀도 개발되었다. 자연 현상을 생활에 응용한 지혜라고 할 수 있다. 하지만 피톤사이드 산업이 숲을 대신할 수는 없다. 숲이 파괴되면 미생물들이 창궐하게 될 것이다. 중국 광동성에서 창궐했던 사스(SARS)도 숲이 황폐화된 결과가 아닐까라는 물음은 과연 과학자들의 막연한 지레짐작일 뿐일까? (글 : 이정모-과학저술가)
저작자 표시 비영리 변경 금지
신고
오랜만에 저녁식사를 함께하게 된 대학동창 김소심 군과 이순진 양.
서로 근황이나 직장 얘기가 오고 가다가 분위기가 무르익자 김소심 군이 넌지시 한마디 꺼냈다.

"나 얼마 전에 소개팅을 했는데…."
"어? 정말? 와~ 궁금하다. 말해줘!"
"응. 소개팅했던 여자친구랑 지금 사귀고 있긴 한데… 그 여자친구 마음을 아직 모르겠어. 그녀가 내 마음을 알아줬으면 좋겠는데 말이야."

김소심 군은 이순진 양에게 여자의 심리에 대해서 물어볼 참이었다. 도대체 여자의 마음은 알다가도 모를 존재였다. 자초지종을 들은 이순진 양은 웃으면서 김소심 군에게 조언을 시작했다.

"하하, 소심 군! 네 얘기를 들어 보니까 너는 충분히 여자친구를 좋아하는데 어떻게 표현해야 할지를 모르겠다는 거지? 네가 표현을 안 하는데 어떻게 그녀가 네 마음을 알아봐 주길 바라니~"
"여자는 어떻게 표현해야 좋아하는 거야?"
"글쎄. 딱히 정해진 법은 없지 않을까? 그래도 최근에 페로몬에 대한 재미있는 연구결과가 너한테 도움이 될 것 같다."

"페로몬?"
"그래, 페로몬(pheromone). 페로몬은 이성에게 성적 관심이 있음을 표현하는 화학 물질로 몸에서 분비하는 것으로 알려져 있는데, 과학적으로 감지하기가 어렵고 무의식적 상태에서 자신도 모르게 분비되기 때문에 그 실체를 알기 어려웠지."

"맞아. 나도 페로몬에 대해서 들어본 적은 있어."
"그럼 이해하기가 더 쉽겠다. 미국 라이스 대학 연구진들이 남자의 땀에 페로몬이 있을 것이라는 가설을 세우고, 성적 흥분이 지속되는 동안 겨드랑이에서 분비되는 땀을 솜뭉치에 흡수시켰대. 물론 연구결과의 정확성을 위해 이 남성들에게는 며칠 동안 향수나 탈취제 등의 제품을 사용하지 않도록 했지."

"그래서 어떻게 됐어?"
"실험에 참가한 여성들에게 남성들의 땀이 묻은 솜뭉치를 맡도록 하고 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 뇌 활동을 관찰했더니, 흥미로운 연구결과가 나왔어. 감정이나 냄새, 사회적 반응을 관장하는 우측 안와전두엽과 우측 방추상전두엽이 여성들의 무의식중에서도 활발하게 반응한 거야. 말하자면 남자들이 굳이 행동이나 몸짓, 표정을 여성들에게 표현하지 않아도 남자들이 무의식중에 내뿜는 화학 물질을 통해 여성들이 신호를 받는다는 결론이지."

"아, 그렇다면 나의 그녀도 은연중에 내 마음을 알고 있을 거란 말이네? 다행이다!"
"그래~ 너무 걱정하지 마. 네 마음이 진심이라면 그녀도 알 거야."

저녁식사를 마치고 한껏 마음이 가벼워진 김소심 군과 이순진 양은 간단히 차 한잔 마시러 자리를 옮겼다. 김소심 군은 고민 상담을 해준 이순진 양에게 도움이 되고 싶었다.

"야, 순진아. 넌 저번에 좋아한다는 사람하고는 잘 되어가?"
"뭐, 아직 그대로야. 어떻게 해야 할지 모르겠어."
"네가 먼저 고백해보는 건 어때?"
"고백? 으~ 잘할 수 있을까?"

"사랑은 쟁취하는 거야. 이렇게 해봐. 우선은 너의 마음이 담긴 선물을 전해주고 싶을 때는 그 사람이 평소에 가지고 싶어하던 선물을 주는 게 좋아. 이를테면 발렌타인데이라고 해서 초콜릿 선물을 주는 것보다 그가 원하는 선물을 주는 게 훨씬 효과가 좋은 거지. 캐나다 브리티시컬럼비아대 엘리자베스 던 교수팀은 남성들을 두 그룹으로 나눈 뒤에 한 그룹에게는 원하지 않는 선물을 주고, 다른 한 그룹에게는 평소 원하는 선물을 줬대. 그랬더니 원하는 선물을 받은 그룹은 선물을 준 여성에 대한 호감이 높아진 반면 원하지 않는 선물을 받은 그룹은 여성에 대한 호감이 훨씬 낮아졌어. 이런 걸 보면 그가 평소에 어떤 걸 가지고 싶어하는지 잘 알아두었다가 깜짝 선물을 하는 것도 관심 표현의 방법이지."

"이왕이면 선물 줄 때 예쁘게 보이고 싶은데 남자들은 어떤 스타일 좋아해?"
"그거야 사람마다 다르겠지만, 다른 색깔보다도 빨간색 옷을 입는 게 좋아. 미국 로체스터대 심리학과 앤드루 엘리엇 교수팀은 남성들에게 빨간색, 파란색, 녹색, 회색 옷을 입은 여성의 사진을 보여주고 매력도를 점수로 평가했더니, 빨간색의 매력도가 가장 높았대. 심리학적으로도 빨간색은 열정이나 사랑을 상징하고, 파란색은 냉정이나 침착함을 상징하잖아."

"음… 듣고 보니 일리가 있다. 김소심, 네 덕분에 용기가 생기는 거 같아."
"나도 네 조언 많이 도움이 됐어. 좋은 소식 있길 바란다~"

글 : 이상화 과학칼럼니스트

ndsl링크 <출처 : 한국과학기술정보연구원 >

글이 유익하셨다면 KISTI의 과학향기를 구독해 보세요
 
저작자 표시 비영리 변경 금지
신고
1 
BLOG main image
생활에 밎줄 긋는 과학이야기♡ -KISTI의 과학향기-
by 과학향기

카테고리

분류 전체보기 (1178)
과학향기 기사 (892)
과학향기 이벤트 (1)
과학향기 독자참여 (1)
이런주제 어때요? (1)

달력

«   2017/10   »
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31        
tistory!get rss Tistory Tistory 가입하기!
Clicky Web Analytics

티스토리 툴바