등검은말벌은 우리나라 뿐 아니라 유럽지역에 침입한 꿀벌의 중요한 포식해충이다. 양봉가들이 살충제를 활용하여 밀도 억제를 시도하고 있으나 아직까지 실현가능하고 과학적 방법과 적용 가능성이 정형화되지 않았다. 본 연구는 양봉가들이 주로 사용하는 살충제를 가지고, 등검은 말벌의 유충과 성충의 살충율과 반응 패턴을 조사하였다. Clothianidin, Dinotefuran, Carbosulfan은 처리 후 30분 내 70% 이상의 살충률을 보 였으며, Bifenthrin, Cartap hydrochloride의 상대적으로 살충률이 낮았다. Clothianidin, Dinotefuran, Carbosulfan의 반수치사약량(LD50)은 각 0.29, 0.65, 2.21 μg/bee이었다. 5령 유충에 대한 24시간 간격으로 3회 연속 섭식 처리를 했을 때, 2일이후에 약효가 나타났고 72시간 후에는 모두 70% 이상 살충률을 보였다. 등검은말벌의 반수치사약량은 양봉꿀벌의 것보다 10-100배 더 높았다. 향후 이 살충제를 말벌 방제에 이용할 수 있을지 추가적 검토가 필요하다.

도시생태계는 기존 자연생태계와 달리 야생생물 및 인간이 함께 공존하는 상호복합적 환경을 제공한다. 그러나 도시 녹지 및 공원에 출현하는 말벌속(genus Vespa)은 도시생태계에 긍정적인 기능을 수행함과 동시에 도시민에게 물리적·심리적 피해를 초래하는 불균형을 야기하기도 한다. 특히 어린이공원은 접근성이 높아 도시민 및 어린이가 쉽게 이용하는 도시 녹지이며 말벌속이 거점 및 서식지로 활용하는 공간임에도 아직까지 어린이공원에 출현하는 말벌속에 대한 서식환경 및 출현 특성을 공간적으로 분석한 연구가 부족한 상황이다. 본 연구는 말벌속의 생활사 기간을 고려해 2018년 4월부터 11월까지 32주간 천안시 어린이공원 27개소 내 말벌트랩을 설치해 말벌(Vespa crabro flavofasciata), 좀말벌(Vespa analis parallela), 장수말벌(Vespa mandarinina), 꼬마장수말벌(Vespa ducalis), 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax)을 포획하고 출현 종 구성 및 어린이공원의 입지 특성 및 환경공간정보를 고려한 말벌속의 출현 경향을 분석하였다. 연구 기간 말벌속은 총 818개체가 포획되었으며, 종별로는 좀말벌 290개체(35.4%), 말벌 260개체(31.8%), 꼬마장수말벌 100개체 (12.1%), 장수말벌 87개체(10.6%), 등검은말벌 81개체(9.9%) 순으로 포획되었다. 대부분의 말벌속은 계칩(啓蟄) 이후 5~6 월에 여왕벌 위주로 포획이 이루어지다가 분업기인 6월 중순부터 포획 개체 수가 급감한 공통적인 특징이 있으나, 등검은말벌 은 타 말벌속의 쇠퇴기가 이미 시작된 10월 3주차부터 80% 이상 포획되어 계절적 차이를 보여주었다. 어린이공원 입지별 말벌속 포획 개체 수를 분석한 결과 포획량 상위 6개소에서 363개체(44.3%), 하위 6개소에서 35개체(4%)가 포획되어 확연한 차이를 확인할 수 있었다. 특히 상위 6개소의 평균 NDVI(Normalized difference vegetation index)는 0.79로 하위 6개소의 평균 NDVI인 0.38과 유의한 평균간 차이를 보였으며(t=2.67*, *=p<0.05), 주변 토지이용이 초지 혹은 나지일 경우 말벌속 포획 빈도가 높은 것으로 분석되었다. 본 연구는 도시 내 녹지 및 공원에 출현하는 말벌속의 생태적 기본 특성을 확인한 기초 연구로서 의의가 있으며, 향후 효율적인 도시 녹지 관리를 위한 토대가 될 것으로 기대된다.

기후변화는 전지구적 현상이며 온난화를 주패턴으로 하며 이상기상 현상의 빈도가 높아지는 등 기후예측불확실성이 증대로 이어지고 있다. 이에 따라 농업생태계의 기후변화에 대한 적응과 변화를 지표하기 위한 수단으로 말벌류 지표종을 선발하였다. 기후변화지표종 선발을 위한 지표의 객관성을 높이기 위해 지표 수준별로 개량화하였으며, 이를 통해 장수말벌, 등검은말벌, 털보말벌, 황말벌 4종을 지표종으로 선발하였다. 이 종의 장기 모니터링을 위한 무인모니터링 시스템을 개발하였다. 이를 통해 전국적 모니터링 네트워크 등의 구축이 가능할 것으로 판단된다.

동남아시아에 발생하던 등검은말벌은 최근 국내 뿐만 아니라 프랑스와 일본, 유럽 전역으로 확산되어 전 세계 양봉 산업에 극심한 피해를 주고 있다. 등검은말벌을 방제하기 위해 다양한 방제 방법들이 연구되고 있으며, 그 중 말벌 유인제에 대해 국제적으로 많은 연구가 진행되어 왔으나 이 역시 지속적인 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시판 유인제와 최근 (주)다목에코텍에서 새롭게 개발한 신규 개발 유인제에 대한 효능 검정을 수행하였 고 양봉장에 출현하는 국내 발생 말벌속의 발생양상을 조사하였다. 담양 1개소와 곡성 2개소에 기존 유인제과 신규 유인제를 장착한 포획기를 각 3쌍씩 설치하여 2016년 9월부터 11월말까지 주 1~2회 관찰하였다. 그 결과 국내 발생 말벌속 중 등검은말벌(7,787 개체)이 가장 많이 포획되었고, 다음으로 장수말벌, 말벌, 좀말벌, 꼬마장수말벌, 털보말벌 순으로 포획되었다. 두 유인제의 포획력 검정 결과, 신규 개발 유인제가 통계적으로 유의하게(P < 0.01) 등검은말벌 포획력이 높음을 보였다.

최근 여름부터 가을까지 전국적으로 말벌의 활동이 급증하면서 벌에 쏘이는 사고가 끊이지 않는 등 매우 심각한 사회적 문제가 되고 있다. 그러나 말벌 공격에 대한 잘못된 대응방식이 만연되어져 있어 그 피해를 더 가중시키는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 색깔에 따른 말벌의 방어행동에 대한 특성을 분석하였다. 외래종 등검은말벌의 벌집 앞에 8가지 색상의 털뭉치를 설치하여 벌집에 충격을 주었을 때 검은색에 평균 7.6마리(66%)가 공격하여 가장 높게 나타났고 갈색이 3.3마리(28%)로 다음을 이었다. 그 외 노랑, 초록, 주황, 회색, 빨강, 흰색 등에는 공격빈도가 거의 없거나 매우 낮게 나타났다. 이는 각 개별 색깔에 대한 실험에서도 유사한 결과를 나타내었고 농도별(검정, 회색, 흰색) 실험에서도 짙은 농도일수록 더 많은 공격을 받았다. 이는 잠재적인 말벌 천적들의 색깔에 대한 자연선택적 방어 행동일 것으로 판단된다.

기후변화는 생태계의 구조와 기능의 변화를 야기할 수 있는 중요한 환경 교란 요소이다. 생물군집으로 대표되는 생태계의 기본 구조는 구성 생물의 기후를 포함하는 다양한 환경에 대한 적응의 결과로 나타난다. 최근 1세기에 걸친 기후변화의 패턴은 생물종의 분포 지역과 밀도의 변화를 야기하고 있으나, 특정 생물은 그 변화를 가시적으로 보여주기도 하지만 대부분의 생물들은 그 변화의 외적 표출은 제한적으로 나타나고 있다. 따라서 변화를 추적할 수 있는 지표생물의 발굴은 기후변화로 인한 생태계의 변화와 적응, 그 영향을 조절하는 데 중요하다. 본 연구는 농생태계 내 서식하는 벌류 곤충 중 기후변화를 지표할 수 있는 생물종을 선발하고자 선발 기준의 개발 및 발생 모니터링을 통해 지표 가능성을 파악하였다.

침입 외래종 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax)은 꿀벌을 주요 먹이원으로 이용하는 특성에 따라 국내 양봉가에 매우 심각한 경제적 피해를 일이키고 있다. 이처럼 지속적인 피해가 나타남에 따라 본 연구에서는 등검은말벌의 사냥 특성을 분석하여 이들을 관리하는데 기초자료로 활용하고자 한다. 총 370회의 사냥 행동을 분석하였는데 평균 사냥시간은 37.24초, 평균 공격 횟수는 3.91회, 사냥 성공률은 89%로 나타났다. 월별로는 7월부터 시작하여 사냥 시간이 점점 단축되어 9월에 가장 짧게 나타났고 이후 다시 길어지는 패턴을 나타내었다. 공격 횟수에서도 시간과 비슷한 패턴을 나타내었다. 사냥 성공률은 7월 초에는 41%에 머물렀으나 9월에는 99% 성공률을 보였고 10월에도 95%를 유지하고 있었다. 그러나 비가 오는 날씨에는 사냥활동의 제약에 따라 맑은 날씨보다 사냥 시간이 훨씬 오래 걸렸으나 시도횟수 및 성공률은 큰 차이가 없었다. 비슷한 특성의 토종말벌 털보말벌은 평균 사냥시간 52.91초, 평균 사냥 시도 5.80으로 등검은말벌이 훨씬 길게 나타났고 사냥 성공률도 66%로 낮았다. 결과적으로 양봉장에서 외래종 등검은말벌은 토종말벌보다 훨씬 짧은 사냥시간 과 공격횟수 그리고 높은 사냥 성공률을 통해 막대한 피해를 입히고 있었으며 따라서 이에 대한 방제 대책이 시급한 것으로 보인다.

국립생물자원관 곤충표본실, 서울대학교 곤충표본실 및 국립농업과학원 곤충표본실에 소장된 표본 조사와 문헌조사 결과 국내에는 말벌과에 총 5개 속의 31개 종이 존재하고 있음을 알 수 있었다. 그 중 말벌 속에 속하는 Vespa analis parallela Andre (좀말벌), Vespa crabro flavofasciata Cameron (말벌), Vespa ducalis Smith (꼬마장수말벌), Vespa mandarinia Cameron (장수말벌), Vespa simillima simillima Smith (털보말벌)의 독액을 오염 없이 분리하여 내는 방법을 개발하였다. 발굴된 표준 독낭 분리 방법을 이용하여 5종의 말벌 독액을 채취하였다. 그 중에 현재까지 단백체와 발현 유전체 분석이 이루어지지 않은 Vespa analis parallela Andre에 대한 분석을 실시하였다. 발현 유전체 분석을 위해서는 살아있는 말벌의 독샘을 적출한 후 전체 RNA를 추출하여 RNA seq을 실시하였다. 단백체의 분석을 위해서는 독액을 Tandem Mass-spectroscopy를 이용하여 분석을 하였다. 대사체의 분석을 위해서는 High-resolution magic angle spinning NMR (700mHZ)를 이용하여 분석을 하였다. 연구결과 분석된 기능성 물질에 대한 활용성 연구를 실시할 예정이다.

말벌은 숲속 상위 포식성 절지동물로, 숲 생태계 유지 및 초식성 곤충류 등의 밀 조 조절에 기여한다. 최근 숲속에 서식하는 말벌류가 도심지에도 출몰하면서 공포 와 불안을 야기하고 있다. 본 연구는 미래과학자양성 프로그램의 일환으로 경북 영 주 도심지 내에서 말벌 트랩을 활용하여 말벌류의 종구성과 계절발생패턴을 파악 하였다. 말벌속 곤충으로 총 7종이 나타났다. 그 중 말벌의 개체수가 가장 많았고, 꼬마장수말벌과 좀말벌 순으로 나타났다. 숲속 서식 특성을 보이는 장수말벌은 전 체 채집 개체의 5.8%로 낮게 나타났다. 또한 최근 외래침입종인 등검은말벌(Vespa velutina nigrothorax)의 경우 침입지점인 부산이나 인근 대구 등 대도시에서 도심 출몰 빈도가 매우 높았으나, 영주 시가지에서는 거의 나타나지 않았다. 또한 털보 말벌, 검정말벌 역시 한두 개체만 채집되었다. 영주 지역에서 말벌류의 출현은 5월 10일 경이었으며, 초기 여왕벌 발생 이후 밀도는 체집 개체는 낮은 수로 유지되었 으나, 본격적인 발육기인 7월 중순 이후 그 채집 개체수가 급증하고 추세이다. 각 조 사 지점의 특성에 따라 발생 종과 그 구성이 다르게 나타는 것으로 파악되었다. 이 정보는 향후 영주시의 공중보건 정책 등에 반영되어 시민참여 모니터링 프로그램 으로 확대 가능성을 보여 주었다.

국립생물자원관 곤충표본실, 서울대학교 곤충표본실 및 국립농업과학원 곤충 표본실에 소장된 표본 조사와 문헌조사 결과 국내에는 말벌과에 총 5개 속의 31개 종 이 존재하고 있음을 알 수 있었다. 그 중 말벌 속에 속하는 Vespa analis parallela Andre (좀말벌), Vespa crabro flavofasciata Cameron (말벌), Vespa ducalis Smith (꼬마장수말벌), Vespa mandarinia Cameron (장수말벌), Vespa simillima simillima Smith (털보말벌)의 독액을 오염 없이 분리하여 내는 방법을 개발하였다. 발굴된 표준 독낭 분리 방법을 이용하여 5종의 말벌 독액을 채취하였다. 그 중에 현 재까지 단백체와 발현 유전체 분석이 이루어지지 않은 Vespa analis parallela Andre에 대한 분석을 실시하였다. 발현 유전체 분석을 위해서는 살아있는 말벌의 독샘을 적출 한 후 전체 RNA를 추출하여 RNA seq을 실시하였다. 단백체의 분석 을 위해서는 독액을 Tandem Mass-spectroscopy를 이용하여 분석을 하였다. 대사 체의 분석을 위해서는 High-resolution magic angle spinning NMR (700mHZ)를 이용하여 분석을 하였다. 연구결과 분석된 기능성 물질에 대한 활용성 연구를 실시 할 예정이다.

외래 등검은말벌은 2003년 부산지역에서 첫 발견되어 2008년부터 양봉장 피해 가 발생되고 있다(Jung, 2008). 양봉장 피해 지역은 중남부지역의 칠곡군과 중서부 지역의 구례군까지 범위가 확대되고 있다. 특히 부산지역의 경우 첫 발생지로 일부 양봉장 주변부에 말벌집 한 해 약 50여군의 등검은말벌의 벌집을 제거하는 것으로 조사되었다. 칠곡군의 경우 같은 지역이라도 양봉장위치에 따라 발생정도에 차이 를 보이고 있었다. 농가 양봉장의 등검은말벌 방제 방법으로는 양봉사가 설치된 경 우에는 전면부에 그물망을 설치하여 봉군으로의 침입에 의한 피해를 방지하고 있 었으며, 또한 끈끈이트랩, 유인트랩, 포충망 채집, 배드민턴채포살, 농약도포후 방 사 등의 방법을 이용하는 것으로 조사되었다.

진사회성 곤충이며 고유종인 참땅벌(Vespula koreensis)의 포식행동에 포함된 나이에 따른 행동다형현상(age ployethism)을 관찰하였다. 본 연구의 가설은 포식 재료에 따라 개체가 지불해야 하는 비용이 거의 동일하게 통제된 상황에서 참땅벌 일꾼의 포식 전략은 선행 연구의 결과와는 다를 것이라는 것이다. 참땅벌 또한 일꾼 (암컷)의 잠재적 생식 능력은 부화 후 나이가 들어감에 따라 감소할 것이고, 개체는 자신의 직접 번식 가능성이 점점 줄어드는 상황에서 포괄적응도(inclusive fitness) 를 높이는 방향의 전략을 선택할 것이라는 것이다. 따라서 어릴 때는 상대적으로 업 무 수행비용이 적은 pulp foraging 또는 nectar foraging에 배치되고 나이가 들어감 에 따라 에너지 비용과 위험 비용이 많은 먹이 사냥인 prey foraging으로 업무를 바 꿀 것이다. 하지만 본 연구에서는 발달 단계에 있는 참땅벌 야생 군집을 온실 내에 서 인공 둥지(artificial nest)에 장착한 후 둥지로부터 동일한 거리에 모든 재료를 배 치하고 먹이 사냥에 드는 추가 비용 또한 제거하였다. 둥지를 처음 나오는 각 개체 는 고유번호로 표지되어 식별되었으며, 개체 정보가 기록되었으며, 각 개체의 포식 행동을 영상녹화 하였다. 연구 결과 어린 땅벌 일꾼 개체들은 prey를 선호하는 경향 을 보였고, 나이가 들어감에 따라 nectar를 선호하는 경향으로 바뀌었다. pulp는 나 이와는 관계없는 경향을 나타났다. 상대적으로 나이가 많은 개체에 의해 수행되는 nectar foraging에 걸리는 포식 시간은 나이 어린 개체가 소모한 포식 시간 보다 적 게 나타났다.

양봉산업에서 말벌류에 의한 양봉농가의 피해보고가 증가 하고 있다. 또한 외래 침입종인 등검은말벌로 인해 양봉산업에서 말벌류의 관리는 더욱 어려워지고 있 는 실정이다. 양봉장을 방문하는 말벌류는 사회성 집단을 형성하며, 꿀벌을 집단적 으로 공격하는 성향을 띤다. 국내 말벌속(Genus: Vespa)은 10종으로 보고되었다. 이들 말벌류에 대한 지역별 출현 시기, 종 분포 등에 미치는 영향에 대한 생태학적 요인을 파악하는 것은 말벌류 관리에 있어 매우 중요하다. 말벌류는 봄철에는 여왕 벌이 먹이 수집활동을 통해 봉군을 형성시키며 이후 일벌을 통해 먹이 수집활동을 이어간다. 따라서 본 연구는 경북 안동대학교 양봉장 주변 야산에서 발생하는 말벌 류에 대한 연중 발생 동태를 파악하였으며, 여왕벌과 일벌의 발생을 시기를 조사하 였다. 채집된 총 개체수는 1145개체였다. 채집된 말벌류는 말벌, 좀말벌, 장수말벌, 털보말벌, 꼬마장수말벌, 등검은말벌, 검은말벌, 큰홑눈말벌으로 8종으로 이루어 져 있었다. 조사된 말벌 개체수 분포는 좀말벌:말벌:털보말벌:꼬마장수말벌:장수 말벌:검정말벌:등검은말벌이 각 36:25:12:10:10:5:2이었으며, 봄철에는 43:16:18: 6:7:8:3 이었고 여름철은 28:39:1:17:14:0:2 비율로 나타났으며, 봄철과 여름철 발 생 개체수 비율이 다르게 나타났다. 여왕벌이 월동 이후 최초 채집은 5월 1일 부터 이었고 1차 발생피크는 5월 15일~22일, 2차 발생피크는 6월 19일~26일 이었다. 채 집 개체 크기 조사를 통해 1차 피크는 여왕벌이, 2차 피크는 일벌의 발생에 의한 것 으로 판단되었다. 외부 환경적 요인에 의한 이들 발생동태 변화 추이 및 군집구조를 평가하였다.

한국산 말벌과에 관한 그 간의 연구는 다수의 오류를 포함하는 과거의 정보들이 동정에 반복적으로 사용되고 있어 여러 가지 분류학적 혼란이 야기되고 있는 상황이다. 이에 본 연구에서는 그 동안의 말벌 연구들을 최종 정리하여 호리병벌아과를 제외하고 확정된 한국산 말벌과의 종 목록과 그들의 분포정보를 정리하여 제공하였다. 총 2아과 5속 30종(3아종 포함)의 말벌류와 쌍살벌류를 한반도산으로 확정하였으며, 그 중 말벌아과는 3속 18종, 쌍살벌아과는 2속 12종이다.

2001-2012까지 대구지역에서 119 구조대에 의한 사회성 말벌의 벌집제거 출동건수를 보면 총 11,948건으로 나타났으며 이 건수는 매년 증가하고 있는 추세이다. 특히 2008년 이후로 그 증가세가 급격하게 증가하였는데 2001년 147건에 비해 2012년에는 4,979건으로 약 34배 증가하였다. 이들 출동은 주로 7-9월에 가장 높게 나타내었는데 이는 벌집이 가장 성숙된 시기와 일치한다. 대구 내 상습 피해 지역은 12년 동안 북구 지역이 2,825건으로 가장 많은 신고건수를 나타내었으나 단위면적당으로 보면 남구 지역이 33.60으로 가장 높게 나타나 실질적인 피해가 가장 높은 지역으로 나타났다. 따라서 도시 내 말벌의 피해에 대한 방제 및 조절은 남구가 가장 우선적으로 그 대상지가 되어야 할 것이다. 대구 도심지에서 나타나는 말벌종은 13종으로 나타났으며 그중 왕바다리(Polistes rothneyi koreanus)가 집중적으로 피해를 일이키는 것으로 나타났으며 최근 아열대 침입종 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax)이 도시 내에서 그 분포를 늘려가고 있어 피해가 예상된다. 대구지역에서 말벌의 영소가 급격히 증가하는 원인은 도시 내 녹지대의 증가가 가장 큰 원인으로 생각되어지며, 그 외 영소 장소의 안전성, 도시 내 높은 온도에 따른 콜로니 발육 증대, 낮은 빈도의 포식 및 기생률 등으로 보여 진다.

Biological invasion is becoming more important disturbance factor to the structure and function of ecosystem as well as to the bio-industry such as apiculture. Since the invasion of the yellow-legged hornet, Vespa velutina nigrithorax Buysson, 1905 into Busan port, the southeastern part of Korea in 2003, gradual spread of the hornet was observed. The rate of spread was estimated as 12.4 Km/yr, which was 5.6 times slower than that from France, 67.3 Km/yr. The diffusion coefficient (D) is still in increasing phase, implying the greater risk of spread. The Korean population was homologous to Zhejiang population of China implying the possible invasion source. It has a great potential to harm the Korean beekeeping industry and the ecosystem through the competition with the similar guild, the other 10 spcies of Vespa in Korea. Among those, smaller sized hornets such as Vespa analis or V. simillima simillam seemed under serious impact. Community structure of Vespa was different before and after the invasion. After V. velutina invasion, the survey on 2010 from Gyeongnam province showed 67% of V. velutina and reduced proportion of the smaller size hornets such as V. analis, V. crabro and V. simillima simillima compared to the bigger sized hornets such as V. mandarinia or V. ducalis. Also because of the nesting urban area, public education and involvement are requested for protection against the hornet’s aggresiveness and also for monitoring the distribution and population expansion. Further research and public network would mitigate the potential risks.

Toxic Mastoparan B(MP-B) which is purified from the venom of the hornet Vespa basalis is a cationic amphiphilic tetradecapeptide. MP-B and its Ala-substituted analogues were synthesized by solid phase method and the toxic peptide-membrane interactions were examined by circular dichroism(CD) spectra, fluorescence spectra, and leakage abilities in phospholipid membranes. In the presence of phospholipid vesicles, synthetic MP-B and its analogues formed amphiphilic α-helical structures, but in the buffer solution, those exhibited random coil conformation as measured by CD. Fluorescence spectra of MP-13 and its analogues which indicated the binding affinity of peptide on phospholipid vesicles showed that the replacement of Lys at position 2 and 11 with Ala caused a remarkable effect in the blue shift and that at position 2, in the leakage ability of the peptide.