Bombus affinis

Bombus affinis는 2017년 1월 10일 미국 어류및야생동물관리국(FWS)이 멸종위기종으로 지정하면서, 미국 본토에서 처음으로 연방 멸종위기종 목록에 오른 벌이 되었습니다. 이 종은 역사적 서식 범위의 87%에서 개체수가 사라진 것으로 알려져 있습니다.

이 종은 벌목(Hymenoptera) 꼬마꽃벌과(Apidae)에 속하는 뒤영벌로, 북미 대륙에만 서식합니다. 과거에는 미국 동부와 중서부 북부, 캐나다 온타리오와 퀘벡, 남쪽으로는 조지아, 서쪽으로는 다코타에 이르는 넓은 지역에 분포했습니다. 국제자연보전연맹(IUCN)은 이 종을 '위급(Critically Endangered)' 등급으로 평가하고 있으며, 캐나다에서도 2010년 Sheila Colla 등의 연구를 통해 '멸종위기' 종으로 평가되었습니다.

한때 온타리오 남부에서 가장 흔한 뒤영벌 중 하나였던 이 종의 급격한 몰락은, 서식지 파괴와 기후변화가 야생 꽃가루매개자에게 미치는 영향을 보여주는 대표적인 사례로 꼽힙니다.

Bombus affinis를 구별하는 가장 확실한 특징은 일벌의 배 두 번째 마디 아랫부분에 있는 녹슨 듯한 붉은 갈색 털 무늬입니다. 날개 기부 근처에는 노란색과 검은색 털이 섞여 뚜렷한 'V'자 모양을 이루며, 여왕벌은 이 붉은 갈색 무늬가 없어 일벌과 쉽게 구별됩니다.

몸길이는 계급에 따라 크게 다릅니다. 여왕벌은 몸길이 2022mm, 너비 911mm로 가장 크고, 일벌은 몸길이 1016mm, 너비 69mm입니다. 수벌은 몸길이 13~17.5mm로 일벌보다 약간 더 큽니다.

여왕벌과 일벌 모두 머리, 다리 대부분, 배 아랫부분에 검은색 털이 나 있으며, 배 기부의 두 마디를 제외한 나머지 부분도 검은 털로 덮여 있습니다. 수벌은 머리 위쪽에 옅은 흰색 또는 크림색 털이 있고, 노란색인 배 위쪽에 검은 털이 줄무늬처럼 나타나기도 하며, 일벌이나 여왕벌보다 더 옅은 노란색 털을 가질 수 있습니다. 모든 계급의 개체는 다른 뒤영벌 종에 비해 눈에 띄게 짧은 입(혀)을 갖고 있다는 공통점이 있습니다.

통통한 몸매와 털로 덮인 외형 때문에 Bombus citrinus, Bombus griseocollis, Bombus perplexus, Bombus vagans와 자주 혼동됩니다.

Bombus affinis는 북미 동부와 중서부 북부에 걸쳐 분포하며, 북으로는 캐나다 온타리오와 퀘벡, 남으로는 조지아, 서로는 다코타 지역까지 이르렀습니다. 혼합 농경지, 모래언덕, 습지, 도시와 삼림 지역 등 다양한 환경에서 발견되어 서식지 이용 폭이 넓은 편입니다.

이 종은 먹이 활동, 둥지 짓기, 겨울나기라는 세 가지 서로 다른 서식 조건이 서로 가까이 존재해야 하기 때문에 서식지 파괴에 특히 취약합니다. 둥지는 주로 다람쥐나 쥐류가 버린 지하 굴을 이용하며, 지표면에서 최대 1.2m 깊이에 위치하고 입구 지름은 2~6cm 정도입니다. 여왕벌은 숲과 초지가 만나는 생태 이동지대를 선호해 겨울에는 삼림 낙엽층이나 썩은 통나무 속에서 월동하고, 이른 봄 초지 인근에서 새로운 둥지 자리를 찾습니다. 해발 1,600m에 이르는 고지대에서도 관찰된 바 있으며, 기온이 35℃를 넘는 상태가 지속되면 견디지 못하는 온대성 기후 특화종입니다.

1980년대까지 온타리오 남부에서 가장 흔한 뒤영벌 종 중 하나였지만 이후 급격히 감소했습니다. 온타리오에서 마지막으로 확인된 개체는 2009년 램턴 카운티의 파이너리 주립공원(Pinery Provincial Park)에서 관찰된 것이며, 2001~2008년 조사에서는 일리노이, 아이오와, 메릴랜드, 온타리오 남부에서만 개체군이 발견되었습니다. 일리노이의 벨보울 프레리(Bell Bowl Prairie) 서식지는 2023년 3월 록퍼드 국제공항 확장 공사로 일부 훼손되었습니다.

관찰 기록 데이터베이스(GBIF)에 축적된 월별 관찰 건수는 7월과 8월에 뚜렷한 정점을 보이며, 이는 이 시기에 성체 활동이 왕성함을 시사합니다. 다만 이러한 수치는 단순한 목격 기록일 뿐 실제 개체수나 완전한 분포 범위를 나타내는 것은 아닙니다.

Bombus affinis는 한 마리의 산란 여왕벌과 다수의 일벌, 그리고 계절 후반에 태어나는 수벌과 새 여왕벌(gyne)로 구성된 진사회성 군집을 이룹니다. 군집 규모가 커지면 일벌이 여왕벌의 산란권을 두고 경쟁하기 시작하며, 이런 경쟁은 여왕벌이 둥지를 세운 지 한 달 만에 나타날 수도 있습니다.

특히 작은 규모의 군집에서는 일벌이 산란 중인 여왕벌의 다리와 몸을 물어 공격하는 사례가 나타나며, 공격적인 일벌이 낳은 알을 여왕벌이 찾아내 먹어버리기도 합니다. 여왕벌이 갑자기 죽으면 산란을 억제하던 페로몬이 사라져 일벌들 사이에서 산란권을 둘러싼 몸싸움이 벌어지는데, 뒷다리로 서서 큰턱과 앞다리로 맞붙어 한쪽이 물러날 때까지 다툽니다. 다만 일벌은 정자를 저장하지 않으므로 이렇게 낳은 알은 모두 수정되지 않아 수벌만 태어납니다.

활동 시기는 대기 온도에 크게 좌우되며, 대체로 3월 15일부터 10월 10일까지 활동하지만 북위 42도 이상의 추운 지역에서는 4월 10일부터 10월 10일로 활동기간이 짧아집니다. 두꺼운 털로 덮인 몸 덕분에 다른 꽃가루매개자보다 낮은 기온에서도 날 수 있어 4℃까지는 해가 뜨고 질 무렵에도 활동하지만, 비나 안개, 서리가 내리는 날씨에는 날지 않습니다. 가을철 채집 활동은 자생 꽃이 시들어 먹이가 부족해질 때 비로소 멈춥니다.

일벌은 둥지를 중심으로 평균 1㎢ 범위에서 먹이를 찾지만, 군집 전체의 활동 범위는 최대 10㎢에 이르기도 합니다. 벌집벌이나 말벌 등 다른 벌목 곤충과 비교하면 대체로 온순하고 공격성이 낮으며, 포식자의 위협 등으로 자극받을 때만 둥지 주변을 방어합니다.

Bombus affinis는 두 개의 큰 겹눈과 세 개의 홑눈(ocelli)을 갖추고 있으며, 각 겹눈은 지름 약 26마이크로미터의 홑눈방(ommatidia) 약 6,000개로 이루어져 있습니다. 이 눈은 파란색, 초록색, 자외선 파장은 인식하지만 빨간색은 구분하지 못해 파란색과 보라색 꽃을 더 자주 찾는 경향이 있습니다. 일부 꽃은 자외선을 반사하는 '꿀 안내선' 무늬로 벌을 꽃술 쪽으로 유도합니다.

꽃이 방출하는 휘발성 유기화합물(VOC)의 조성 비율은 꽃이 제공할 수 있는 꽃가루와 꿀의 질을 알리는 신호 역할을 하며, 벌은 더듬이의 화학수용기로 이를 감지합니다. 예컨대 게라니올 성분은 먹이가 부족할 때 더 많은 일벌이 둥지 밖으로 나가 채집하도록 유도합니다. 개체들은 다리의 분비샘에서 나오는 독특한 페로몬 흔적을 남겨 둥지 입구나 꽃밭, 짝짓기 장소 같은 중요한 지점을 표시합니다. 번식기의 수벌은 특정 경로를 반복해서 순찰하며 그 길을 페로몬으로 표시하고, 새 여왕벌은 이 흔적을 따라가다 '버징 플레이스(buzzing place)'라 불리는 눈에 띄는 지형지물에 내려앉아 수벌이 돌아오기를 기다립니다.

날아다니는 동안 양전하를 띠게 된 몸은 땅이나 물체가 지닌 음전하와의 사이에서 전기장을 형성하며, 더듬이와 머리의 미세한 털이 이를 감지해 주변 물체의 형태와 크기까지 구별할 수 있습니다. 이 털은 3.8kHz까지 낮은 주파수의 전기 신호와 공기 중 진동도 감지하며, 더듬이 기부의 존스턴 기관(Johnston's organ)은 공기 중 진동을 통해 소리를 '듣는' 역할을 합니다.

Bombus affinis는 입(혀) 길이가 평균 5~6mm에 불과한 '짧은 혀' 뒤영벌로, 좁고 긴 통 모양의 꽃 속 깊이 있는 꿀에는 닿지 못해 얕고 넓게 벌어진 꽃을 주로 찾습니다. 그럼에도 자생종과 외래종을 가리지 않는 일반화된 식성을 지녀 버지니아블루벨(Mertensia virginica), 매발톱(속 Aquilegia), 비밤(속 Monarda), 가지속 식물, giant hyssop(속 Agastache), 유토(속 Asclepias), 전동싸리(속 Melilotus), 방가지똥(속 Sonchus), 콩과(Fabaceae) 식물 등 매우 다양한 꽃에서 꿀과 꽃가루를 얻습니다.

이러한 폭넓은 채집 습성 덕분에 토마토, 커런트류, 크랜베리와 블루베리, 고추, 자두류를 비롯한 핵과, 호박류 등 여러 농작물의 꽃가루받이에도 중요한 역할을 합니다.

꿀은 탄수화물을, 꽃가루는 단백질과 지질을 공급하며, 꿀과 꽃가루 공급이 안정적이지 않으면 이 벌은 빠르게 굶어 죽습니다. 꽃가루 속 단백질과 지질의 비율(P)은 꽃 종류마다 다르며, 군집의 필요에 따라 채집하는 꽃을 조절하는 것으로 추정됩니다. 확보한 꽃가루의 양은 군집이 길러낼 수 있는 새 여왕벌의 수를 좌우하기 때문에, 양질의 아미노산을 함유한 꽃가루를 적극적으로 찾아다닙니다.

채집 활동은 4월부터 9월까지 이어지며, 서늘한 기온과 어스름한 새벽·해질 무렵에도 활동할 수 있도록 적응했습니다. 이른 봄에는 둥지 반경 1km 안에서 짧게 피는 봄꽃을 찾아 나서는데, 이는 겨울잠에서 깬 새 여왕벌이 첫 새끼를 기르기 위해 먹이를 확보해야 하는 시기와 겹칩니다. 지난 100여 년간 개체수가 급격히 줄었음에도 먹이 구성 자체는 크게 달라지지 않은 것으로 나타났습니다.

Bombus affinis의 여왕벌은 늦가을부터 이른 봄까지 홀로 지내다가 봄이 오면 새로운 둥지를 짓고 진사회성 군집을 세웁니다. 겨울잠에서 깬 여왕벌은 스스로 먹이를 구해 꽃가루와 꿀을 저장한 뒤, 지난가을 짝짓기에서 저장해 둔 정자를 이용해 알을 수정시켜 첫 새끼(일벌)를 기릅니다.

알은 산란 후 약 2일 만에 부화하며, 유충은 밀랍으로 만든 방 안에서 약 2주 동안 꽃가루와 꿀을 먹고 자란 뒤 방을 봉인하고 약 2주간 번데기 시기를 거칩니다. 알에서 성체가 되기까지는 조건에 따라 46주가 걸리며, 최적 부화 온도는 2932℃로, 32℃를 넘으면 어린 개체가 죽을 수 있습니다. 한 계절에 낳는 알은 평균 500개, 최대 1,000개에 이릅니다.

군집이 수백 마리 규모로 성장하는 한여름 이후, 여왕벌은 수정되지 않은 알을 낳아 수벌을 만들고 일벌의 산란을 억제하는 페로몬 분비를 줄여 새 여왕벌(gyne)도 태어나게 합니다. 7월 말부터 10월까지 수벌과 새 여왕벌은 둥지를 떠나 다른 군집 출신 개체와 짝짓기를 하며, 구애 춤과 교미 비행을 거쳐 수정이 이루어집니다. 수벌은 짝짓기 직후 죽고, 새 여왕벌은 정자를 저장한 채 따뜻하고 안정된 장소를 찾아 겨울잠에 들어갑니다.

기존 여왕벌과 일벌, 수벌은 겨울이 오기 전 모두 죽고 새 여왕벌만 이듬해 봄까지 살아남습니다. 여왕벌은 첫 새끼를 기르는 약 5주 동안만 직접 먹이를 주고 둥지를 돌보며, 이후 태어난 일벌들이 먹이 채집과 새끼 돌보기를 넘겨받습니다.

IUCN에 따르면 Bombus affinis의 개체수는 1990년대와 2010년대 사이에 92.54%나 급감한 것으로 추정됩니다. 이러한 급격한 몰락은 서식지 파편화, 살충제, 병원체 전파 등 여러 요인이 겹쳐 나타난 결과로 여겨집니다.

이 종은 다양한 자생 식물과 농작물의 꽃가루를 옮기는 중요한 꽃가루매개자이며, 게 모양거미(Misumena vatia)나 사냥벌류(속 Philanthus) 같은 포식자의 먹이가 되기도 합니다. 또한 사회적 기생벌인 쿠쿠뒤영벌(Bombus bohemicus)의 숙주로 알려져 있습니다. 이 기생벌은 냄새로 둥지를 찾아내 기존 여왕벌을 죽이고 알을 낳은 뒤, 숙주 일벌들에게 자신의 새끼를 기르게 합니다. 대체로 방어할 일벌 수가 적은 소규모 둥지가 침입 대상이 되기 쉽습니다.

Bombus affinis는 IUCN 적색목록에서 '위급(Critically Endangered)' 등급으로 평가되며, 미국 연방 목록과 미시간주 목록에서도 '멸종위기(Endangered)' 종으로 지정되어 있습니다. 다만 국제적인 멸종위기종 거래 규제인 CITES에는 별도로 등재되어 있지 않습니다.

가장 심각한 위협은 도시화와 서식지 파편화로, 포장 도로와 인공 구조물이 늘어난 지역일수록 둥지 밀도가 낮아지는 경향이 확인되었습니다. 방목과 단일경작 등 농업활동도 큰 위협 요인으로, 소나 양의 방목은 토양을 다지고 자생식물을 훼손하며, 유전자변형 작물이나 교배종 꽃은 꽃가루 생산량이 적어 먹이 자원을 줄입니다. 살충제에 노출된 꽃에서 채집하다 중독되거나 오염된 지하수와 산성비로 둥지가 피해를 입기도 합니다. 기후변화로 인한 가뭄, 홍수, 극단적 기온, 그리고 서리 시기의 변화는 겨울잠에서 깨어나는 시점을 어긋나게 만들어 생존을 더 어렵게 합니다.

현재 국가 및 국제 차원에서 이 종을 더 엄격한 보호 등급으로 지정하려는 움직임과 함께, 파편화되지 않은 서식지를 복원하려는 보전 사업이 진행되고 있습니다. 위험한 살충제 사용을 금지하려는 움직임도 이어지고 있으며, 자생 초지와 프레리를 되살리기 위한 계획적 화입(controlled burn)도 대안으로 제시되고 있습니다.

Bombus affinis는 자생종과 외래종을 가리지 않는 일반화된 꽃가루매개 습성 덕분에 지역 경제에 크게 기여해 왔습니다. 콩과(Fabaceae) 식물에서 꽃가루와 꿀의 약 12%를 얻는 것으로 추정되며, 토마토, 커런트류, 크랜베리와 블루베리, 고추, 자두류 핵과, 호박류 등 상업적으로 중요한 여러 농작물의 꽃가루받이를 돕습니다.

1. 야외에 버려진 안락의자 속에서 둥지가 발견된 적이 있을 만큼, 이 벌은 예상치 못한 장소에도 둥지를 짓습니다.
2. 여왕벌의 평균 수명은 약 77일에 불과합니다.
3. 군집 전체는 환경 조건에 따라 보통 4~5개월 정도만 유지되다가 가을이 되면 여왕벌을 제외한 모든 구성원이 죽습니다.
4. 학명 Bombus affinis는 1863년 Cresson에 의해 처음 기록되었습니다.
5. 사회적 기생벌 Bombus bohemicus가 실수로 다른 종의 둥지에 침입하면, 그 종의 여왕벌에게 공격받아 목숨을 잃기도 합니다.