[동물do감] 다채로운 무당벌레 색깔, 색소·구조 합작품

무당벌레의 딱지날개와 빛이 상호작용해 색깔을 생성하는 과정을 묘사한 그림. Marzia Carrada 제공

무당벌레(ladybird)의 몸 대부분을 차지하는 딱지날개 색깔은 종에 따라 선명한 빨간색부터 노란색, 파란색까지 다양하다. 무당벌레의 딱지날개 색깔은 색소뿐 아니라 표면의 미세구조 영향도 받는다는 사실이 밝혀졌다.

마르지아 카라다 프랑스 툴루즈대 생물다양성과 환경연구센터(CRBE) 연구원팀은 무당벌레의 딱지날개 색깔이 색소와 구조색의 복합적인 결과물이라는 사실을 발견하고 연구결과를 11일(현지시간) 국제학술지 '플로스 원'에 공개했다. 구조색은 표면 구조로 나타나는 색채를 의미한다. 

딱정벌레목에 속하는 무당벌레는 보통 진딧물 등 해충을 잡아먹어 대표적인 익충으로 알려졌다. 그동안 무당벌레의 딱지날개 색깔은 검은색을 내는 멜라닌 색소와 붉은 계통의 색을 내는 색소인 카로티노이드를 중심으로만 연구됐다.

붉은색 바탕에 검은 점이 한 쌍 있는 두점무당벌레(학명 Adalia bipunctata). 위키미디어/Entomart 제공

연구팀은 딱지날개 표면의 미세구조가 색깔에 미치는 영향을 확인하기 위해 붉은색 바탕에 검은 점이 한 쌍 있는 두점무당벌레(학명 Adalia bipunctata)와 황갈색 바탕에 연한 크림색 반점이 여러 개 있는 유럽무당벌레(학명 Calvia quatuordecimguttata)를 조사했다.

연구팀은 투과전자현미경(TEM)으로 두 무당벌레 딱지날개 표면의 미세구조를 정밀하게 분석하고 이를 모델링해 미세구조와 빛의 상호작용을 시뮬레이션했다. 그 결과 딱지날개의 미세구조는 특정 파장의 빛을 선택적으로 반사해 무당벌레의 색깔에 영향을 미쳤다.

특히 유럽무당벌레의 크림색 반점은 딱지날개에서 관찰된 카로티노이드 색소만으로는 나타낼 수 없는 것으로 분석됐다. 연구팀은 "표면의 미세한 홈 구조가 빛을 산란시켜 크림색을 낼 수 있다"고 말했다.

황갈색 바탕에 연한 크림색 반점이 여러개 있는 유럽무당벌레(학명 Calvia quatuordecimguttata). 위키미디어/Holger Krisp 제공

무당벌레 딱지날개의 전반적인 색깔과 패턴에 색소가 중심적인 역할을 하지만 구조색까지 통합해야 전체 무당벌레의 몸 색깔이 구현된다는 설명이다.

연구팀은 "무당벌레의 복잡하고 다양한 색깔은 색소뿐 아니라 딱지날개 표면의 광학적 특성을 포함해야만 설명할 수 있다"며 "색과 관련된 생태학 연구에서 색소뿐 아니라 구조적인 측면도 고려해야 한다"고 밝혔다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1371/journal.pone.0324641

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]