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- 유럽, 아프리카 및 아시아의 18개 아종에서 251마리의 꿀벌 유전자 구성 분석, 비교
- 꿀벌의 조상은 약 800만 년 전 아시아에서 시작
- Apis mellifera의 원래 형태는 약 200만~500만 년 전에 여러 계통으로 나눴을 수
- 다른 혈통 간의 유전적 차이가 약 1만2000개의 유전자 게놈 전체에 고르게 분포되어 있지 않고 이 유전자 중 145개에만 집중돼

꿀벌은 아시아에서 세계로 퍼졌다.
Apis mellifera의 조상은 아시아에서 유럽 및 아프리카로 퍼졌다.

아프리카, 아시아 또는 유럽?
지금까지 우리 꿀벌 Apis mellifera가 어디에서 유래했는지 불분명했다. 최근 유전적 비교에 따르면 이 꿀벌의 조상은 약 800만 년 전 아시아에서 시작됐다. 그곳에서 그의 후손들은 아프리카로, 그리고 두 개의 다른 부족 계통으로 유럽으로 퍼졌다. 일꾼으로서의 적응과 식민지의 행동은 꿀벌의 성공과 확산에 특별한 역할을 한 것 같다. 

▲ 우리 꿀벌 Apis mellifera의 조상은 어디에서 살았을까? © proxyminder/ iStock

서양 꿀벌(Apis mellifera)은 유럽, 아프리카 및 서아시아에서 지배적인 꿀벌 종이다.
열대뿐만 아니라 서늘한 지역에서도 발생하며 다양한 서식지에 적응했다. 동시에, 그것은 세계에서 가장 중요한 수분 매개자이자 꿀 생산자이다. 그러나 이 유형의 벌이 원래 어디에서 유래했는지는 매우 논란의 여지가 있다. 아피스 멜리페라(Apis mellifera)의 본고장으로 아시아나 유럽뿐만 아니라 아프리카도 논의된다.

원산지는 아시아

최근 유전자 비교를 통해 꿀 생산자의 기원에 대해 새로운 시각을 갖게 됐다.
연구를 위해 토론토 요크 대학교의 Kathleen Dogantzis와 그녀의 동료들은 유럽, 아프리카 및 아시아의 18개 아종에서 251마리의 꿀벌의 유전자 구성을 분석하고 비교했다. "우리는 아종의 인구 구조와 부족 계통을 밝히고 진화적 관계를 해독하고 싶었다"고 연구자들은 설명했다.

분석 결과 총 약 30개의 Apis mellifera 아종이 7개 부족 계통으로 거슬러 올라갈 수 있음이 확인됐다. 유전적인 우버슈타인 분위기는 이 모든 혈통의 공통 조상이 약 800만 년 전에 아시아에서 시작됐음을 시사한다. "이는 또한 모든 Apis 종이 아프리카에서 독립적으로 기원한 유일한 종이기 때문에 Apis mellifera가 아시아의 공통 조상에서 유래했다는 일반적인 가설과 더 잘 맞다"고 연구팀은 말했다. 

▲ Apis mellifera의 종 계통의 지리적 분포. © Dogantzis et al./ Science Advances, CC-by-nc 4.0

아시아에서 유럽으로 두 라인을 따라

 

아시아에서 Apis mellifera의 원래 형태는 약 200만~500만 년 전에 여러 계통으로 나눴을 수 있다. M으로 지정된 선은 100만~200만 년 전에 북부 경로를 통해 북부 및 중부 유럽으로 퍼졌다.

Dogantz와 그녀의 동료들은 "아프리카 A-라인과의 일부 유전적 유사성을 기반으로 한 초기 연구에서는 M-라인이 아프리카에서 유럽으로 왔다고 가정했지만, 이러한 일치는 아마도 최근 믹스에 더 많이 기반을 둔다"고 설명했다.

비슷한 시기에 두 번째 유럽 꿀벌 계통(C)은 서아시아의 O 계통에서 갈라져 남부 유럽을 식민지화했다. 오늘날 꿀벌의 아종은 약 14만~28만 년 전에 나타났다. 아프리카에서는 여전히 원래의 아시아 형태와 밀접한 관련이 있는 L-라인이 오늘날 이집트에서 형성되어 발생하고, 그 후 나머지 아프리카 지역에 널리 퍼져 있는 A-부족 라인이 등장했다.

▲ 그림 1. A. mellifera의 개체군 구조 및 계통발생적 재구성.(A) 유전적으로 구별되는 7개 계통의 고유 분포 지도. (B) K = 7일 때 ADMIXTURE로 식별된 조상 및 인구 구조의 패턴. 세로 막대는 개별 꿀벌을 나타내고 색상 세그먼트는 다른 클러스터에 대한 조상의 비율을 나타낸다. (C) 게놈 전체에 위치한 SNP를 사용하여 이웃 연결 트리로 재구성된 A. mellifera 샘플 간의 진화적 관계. 별표는 100%의 노드 지원을 나타낸다. (D) 단백질 코딩 영역 내에 위치한 SNP를 사용하여 이웃 연결 트리로 구성된 A. mellifera 샘플 간의 진화적 관계. 별표는 100%의 노드 지원을 나타낸다. 노드 지원 및 최대 가능성 계통 발생 수는 보충 자료에서 찾을 수 있다. (출처: 관련논문 Fig 1. Thrice out of Asia and the adaptive radiation of the western honey bee / Science Advances)

유전자 적응 핫 스팟

또 흥미로운 사실은 꿀벌의 서로 다른 혈통 간의 유전적 차이가 약 1만2000개의 유전자로 구성된 게놈 전체에 고르게 분포되어 있지 않고 이 유전자 중 145개에만 집중되어 있다는 것이다.

이러한 "핫스팟"은 분명히 진화적 적응에서 특히 중요한 역할을 했다.
"우리 연구에 따르면 이 핵심 유전자 세트는 꿀벌이 다양한 환경 조건을 가진 지역에 퍼질 수 있도록 했다"고 Dogantzis는 말했다.

이러한 적응의 핵심은 이 유전적 핫스팟에서 코딩된 꿀벌 식민지의 노동자 및 사회적 행동의 특성이었다. 공동 저자인 라이프니츠 생물 다양성 변화 분석 연구소(Leibniz Institute for Analysis)의 에카르트 스톨레(Eckart Stolle)는 "이는 한 국가에서 꿀벌의 사회생활이 발전하고 새로운 일꾼과 군체 특성이 추가되면서 꿀벌이 현재 거대한 지역으로 퍼질 수 있게 된 것 같다"고 말했다.
(Science Advances, 2031; doi: 10.1126 / sciadv.abj2151)
출처: York University, Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels
요크 대학교, 라이프니츠 생물다양성 변화 분석 연구소

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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