꿀벌의 교미 행동

[동불(미국 덴버)]

꿀벌의 미래 생존을 보장하기 위해 여왕벌은 수벌과 교미를 해야 새로운 일벌과 여왕벌을 키울 수 있는 알을 낳을 수 있다.
이를 위해 여왕벌은 집을 떠나 잠재적인 수벌을 만나기 위해 '교미 비행'을 시작한다.

꿀벌의 교미 행동에 대하여

교미를 하기 위해 처녀 여왕벌은 벌통밖으로 나간다. 여왕벌은 날개를 강화하기 위해 이 전에 여러번 짧은 시험 비행을 한다.

교미할 준비가 되면 숫펄의 무리들이 뭉쳐 날고 있는 곳으로 가는데 숫펄 군집(dron congregation) 혹은 숫펄 집결지(drone assembly area)라고 부른다.

숫펄은 공중의 높은 곳에서 비행중인 여왕벌에 올라탄다.

여왕벌은 여러 번 교미를 하며 연구에 따르면 교미 비행(1)동안 6~24번 정도 한다.

여왕벌은 교미를 할 때마다 각 수컷으로부터 약 600만 개의 정자를 수정관으로 받아들이고 여기서 530만~570만 개의 정자가 정자 보관낭(spermatheca)로 이동한다.

여왕벌은 2~3번의 짝짓기 비행을 할 수 있다. 여왕벌의 정자낭(spermetheca, sperm sec)이 정자로 가득차면 정자는 여왕벌이 알을 낳는 전체 생애 동안 유지된다(2).

여왕벌과 숫펄의 아름다운 교미 모습.

https://youtu.be/0WB0i1cSBWI

숫펄은 교미 후에 죽는가?

예.

교미 중에 숫펄은 여왕벌에게 생식기(endophallus)를 삽입한다. 교미에 성공한 숫펄이 날아가려고 하지만 생식기(endophallus)가 여왕벌에 남아 있어 하부 복부가 찟어져 떨어져나가 죽게 된다.

그 과정에서 숫펄은 "교미 표식"과 같은 것을 남길 것이다. 교미 표식은 숫펄의 내강과 점액의 일부이다.

그러나 다른 수펄들이 여왕벌과 교미를 시도할 것이고 이러한 행동으로 이 전 숫펄이 남겨놓은 "교미 표식"을 없애려고 시도할 것이고 성공할 수도 실패할 수도 있다.

그 다음에는 일어날 일은?

벌통으로 돌아 온지 3일이 지나면 여왕벌은 산란을 시작한다.

정산적인 여왕벌의 벌통

정상적인 봉군은 왕성한 산란을 하는 여왕벌이 있는 벌통이다. 여왕벌이 페로몬을 방출하여 벌통이나 봉군 내부의 일벌들에게 그 능력을 알려준다.

이 것이 중요한 이유는 일벌들이 자신의 여왕이 다음 세대를 이어가는데 충분한 산란을 할 수 없다고 판단하게되면 이를 대체할 새 여왕벌을 키우기 때문이다. 이를 대체(supersedure)라고 한다.

꿀벌집단은 상호의존적인 최고의 유기체라는 사실을 알아야 한다. 이 유기체의 성공과 생산적인 여왕을 보장받기 위해서는 봉군의 다양한 역황을 수행할 적절한 수의 일벌과 숫펄이 있어야 한다는 것을 의미한다.

일벌도 교미를 하는가?

일벌은 교미를 하지 않지만 때때로 알을 놓을 수 있으며, 그 알이 성장하여 출방하면 숫펄이 된다.

꿀벌 교미 최적화 (HMBO, Honey Bee Mating Optimization)

꿀벌의 교미 행동이 사람들의 문제를 해결하기 위해 연구되고 알고리즘(공식)으로 정립된 사실을 알고 있나?

이 것이 꿀벌교미최적화(HMBO)라는 것이다.

자연으로부터 배우는 것은 분명 새로운 것은 아니며 꿀벌의 벤젠의 분자 구조에서 콘코드 Concorde(벌집을 모방하여 강도를 높이고 무게를 주이는 걸물 구조) 바닥에 이르기까지 다양한 주제에 대한 연구에 영감을 주고 영향을 미쳤다.

꿀벌교미최적화 알고리즘은 학교의 시간표 문제(3), 자동 검침 해법(4) 및 수자원 관리(5)에 대한 해법을 개발하는 데 사용되었다.

참고 문헌:

1. Queen mating frequency in different types of honey bee mating apiaries; Peter Neumann; Robin F A Moritz; Jobvan Praagh; Vol. 38 (1-2) pp. 11-18; June 1999.
2.  Polyandry in Honey Bees (Apis mellifera L): Sperm Utilization And Intracolony Genetic Relationships (citing Kerr et al 1962);  Harry Laidlaw Jr, robert Page Jr;  Genetics 108: 985-997 December, 1984.
3. A honey-bee mating optimization algorithm for educational timetabling problems; Nassar Sabar, Masri Ayob, Graham Kendall, Rong Qu; European Journal of Operational Research, Volume 216, Issue 3; Pages 533–543, 1 February 2012.   
4. Application of Honey Bee Mating Optimization algorithm to load profile clustering; Gavrilas, M. ; Gh.Asachi Tech. Univ. of Iasi, Iasi, Romania ; Gavrilas, G. ; Sfintes, C.V.; Computational Intelligence for Measurement Systems and Applications (CIMSA), 2010 IEEE International Conference on  6-8 Sept. 2010; 113 – 118.
5. Honey-Bees Mating Optimization (HBMO) Algorithm: A New Heuristic Approach for Water Resources Optimization;  Omid Bozorg Haddad, Abbas Afshar, Miguel A. Mariño; Water Resources Management; Volume 20, Issue 5, pp 661-680, October 2006.

원문: https://www.buzzaboutbees.net/do-bees-have-x-and-y-chromosomes.html

[동불(미국 덴버)]

다중 교미 비행, 다중 교미
2015년 10월 1일/in Beekeeping, Queen Bees /작성: Wildflowermeadows
20세기 중반까지 과학자들은 여왕벌이 일생에 한 번만 교미 비행을 한다고 믿었다. 1940년대가 되어서야 여왕벌 교미 행동을 연구하던 한 과학자가 여왕벌이 여러 번의 교미 비행을 한다는 사실을 발견했다. 과학자(Roberts, 1944)는 교미 비행의 수를 1에서 5까지의 범위로 결정했다. 또 다른 과학자(Woke, 1955)가 여왕벌이 여러 번 교미 비행을 할 뿐만 아니라 이 비행 중에 여러 숫펄과도 교미를 한다는 것을 가정하고 증명하는 데 10년 정도가 더 걸렸다.

우리는 이제 여왕벌이 약 10~20마리의 숫펄과 교미를 한다는 사실을 알고 있다. 교미 비행과 교미 숫펄이 왜 그렇게 많은가? 교미 과정은 시간이 지남에 따라 그리고 여러 숫펄에 걸쳐 이루어짐으로써 여왕은 같은 성별 대립유전자를 공유하는 숫펄과 교미할 확률을 줄인다. 이 다양한 교미 과정은 근친 교배의 기회를 최소화하고 "잡종 강세"의 기회를 최대화한다.

[야생마]

좋은자료 감사합니다

[동불(미국 덴버)]

교미 영상 이렇게 촬영했나보네요.
https://www.youtube.com/watch?v=m7WuW0ayIgc&ab_channel=BranchBrookHoneyFarm%E2%80%9CMoe%E2%80%9D