짝짓기 중단

짝짓기 교란(MD)은 개인을 혼란스럽게 하고 짝짓기 국산화 및/또는 구애에 지장을 주는 인위적인 자극을 도입하여 짝짓기를 방지하고 생식 주기를 차단함으로써 특정 해충을 억제하기 위해 고안된 해충 관리 기법이다.일반적으로 합성 성 페로몬의 사용을 수반하지만, 진동 통신을 방해하는 등의 다른 접근법도 개발되고 있다.^[1][2]

역사

라 혼동 섹슈얼 또는 짝짓기 붕괴는 1974년 프랑스 보르도에 있는 국립 라 레커슈 아그로노미크 연구소에 의해 처음 논의되었다.^[3]

프랑스, 스위스, 스페인, 독일, 이탈리아의 위네마커들이 처음으로 나방 속 코칠리스의 유충에 대항해 덩굴을 치료하는 방법을 사용했다.^[3]

메커니즘

레피도프테라(Lepidoptera)와 같은 농업에 관심 있는 많은 곤충종에서 암컷은 그 종의 성 페로몬을 구성하는 특정 화학 혼합물의 공기중 흔적을 방출한다.이 비행 궤적을 페로몬 플룸이라고 한다.^[4][5]

그 종의 수컷들은 페로몬 플룸에^[6] 포함된 정보를 발광하는 암컷("콜링" 암컷으로 알려져 있다)을 찾기 위해 사용한다.짝짓기 방해는 합성 페로몬을 곤충의 서식지에 도입함으로써 플룸을 따라가는 수컷 곤충들의 자연적인 반응을 이용한다.합성 페로몬은 암컷 곤충이 생산하는 종별 성 페로몬을 모방하도록 고안된 휘발성 유기화학 물질이다.짝짓기 교란의 일반적인 효과는 자연적인 페로몬 플럼을 가림으로써 수컷 곤충들을 혼란스럽게 하고, 수컷들이 짝을 찾는 비용을 들여 '거짓 페로몬 흔적'을 따르도록 하고, 수컷들이 암컷을 '콜링'하는 것에 반응하는 능력에 영향을 준다.결과적으로, 수컷은 암컷과 성공적으로 짝짓기를 할 확률을 감소시켜 결국 번식을 중단하고 곤충 침입을 붕괴시킨다.캘리포니아 농약 규제 부서, 캘리포니아 식품 농업부, 미국 환경보호국은 짝짓기 교란이 해충 감염을 근절하기 위해 사용되는 가장 환경 친화적인 치료법 중 하나라고 생각한다.^[7]짝짓기 교란은 넓은 부위를 페로몬으로 치료할 경우 가장 효과가 좋다.성공적인 MD 프로그램을 위해서는 10에이커의 면적이 적당하지만, 넓은^[2] 면적이 바람직하다.

짝짓기 중단의 이점

페로몬 프로그램은 낮은에서 중간 정도의 해충 집단 밀도를 조절할 때 가장 효과적이다.MD는 곤충에 내성이 생기지^[1] 않는 해충 방제법으로도 확인됐다.과학계는 전 세계 정부기관과 함께 종별 성 페로몬을 이용한 짝짓기 교란으로 인한 이점을 이해하고 있으며, 해충 개체군 관리 및 방제에 이용되는 가장 환경 친화적인 치료법 중 성페로몬 기반의 곤충 방제 프로그램을 고려하고 있다.곤충 페로몬은 미국의 매우 넓은 지역에서 확산 속도를 늦추고 해충을 퇴치하는 효과적인 도구로, 예를 들어 파괴적인 임업 해충인 집시나방(Lymantria 폄훼)을 통제하고, 면화의 가장 해로운 해충인 볼 웨빌과 핑크 볼레벌레를 퇴치하는 데 성공적으로 이용되어 왔다.기존의 살충제 기반 제어 방법은 곤충을 직접 죽이는 반면, 짝짓기 교란은 수컷 곤충들이 짝짓기 파트너를 정확히 찾지 못해 결국 짝짓기 주기의^[3] 붕괴로 이어진다.곤충 종의 성 페로몬의 특수성으로 인한 짝짓기 붕괴는 다른 비표적 종은^[3] 영향을 받지 않고 그 종의 수컷에만 영향을 주는 이점이 있다.이를 통해 단일 해충 종의 억제를 촉진하여 유익한 곤충(해충과 천적)의 개체수를 그대로 유지함으로써 매우 표적화된 해충 관리를 할 수 있다.대부분의 해충 관리 전략과 마찬가지로 짝짓기 중단도 유용한 기술이지만, 일반적으로 여러 개의 해충이 있는 식물 생산 시스템에서 단일 종만을 대상으로 하기 때문에 단독 치료 프로그램으로^[1] 간주해서는 안 된다.짝짓기 중단은 통합 해충관리(IPM) 프로그램에 사용되어야 하는 중요한 도구다.

페로몬 프로그램은 전 세계적으로 수십 년 동안 사용되어 왔고 현재까지(2009년) 합성 페로몬의 농업 사용이 인간이나 타겟이 아닌 다른 종에 해롭다는 것을 암시하는 공공 보건 증거는 없다.그러나 지속적인 연구가 이루어지고 있다.

짝짓기 중단의 단점

페로몬 해충 프로그램이 사용된 것은 수십 년 동안 전통적인 살충제의 사용과 비교할 때 몇 가지 불이익이 주장되어 왔다.대부분의 페로몬은 단일 종을 목표로 하기 때문에 특정 짝짓기 중단 제형이 페로몬 혼합을 사용하는 종만을 통제하는 반면, 살충제는 보통 한 번 응용한 여러 종을 포함하여 다수의 종을 무차별적으로 죽인다.일부 합성 페로몬은 개발비와 생산비가 높아 짝짓기 중단 기술이 너무 비싸서 기존의 상업 재배자가 채택할 수 없다.게다가 대부분의 상업용 페로몬 교미 중단 제제는 손으로 적용해야 하는데, 이것은 비용이 많이 들고 시간이 많이 소요될 수 있다.최근 기계적으로 적용되기 위해 개발된 새로운 페로몬 제형은 짝짓기 중단 효과를 장기간 지속시킨다(예: 대상 해충에 따라 SPLAT를^[8] 한 번 바르면 완전한 생식 주기 동안 ^[9]또는 전체 계절^[10][11] 동안 대상 해충을 통제한다).

분산 방법

미세캡슐화된 페로몬

마이크로캡슐화된 페로몬(MECs)은 폴리머 캡슐 안에 둘러싸인 페로몬의 작은 방울이다.캡슐은 페로몬의 주변 환경으로의 방출 속도를 조절한다.캡슐은 살충제를 뿌릴 때와 같은 방법으로 바를 수 있을 정도로 작다.마이크로캡슐화된 페로몬 제형의 유효 장수는 기후 조건, 캡슐 크기, 화학적 특성에^[1] 따라 며칠에서 일주일 이상까지 다양하다.페로몬 제형의 미세캡슐은 보통 인간의 흡입 위험을 피하기 위해 규정된 직경 이상으로 유지된다.

손으로 도포한 디스펜서

• 할로우 튜브 디스펜서는 플라스틱 트위스트 타이형 디스펜서, 플라스틱 할로우 섬유 또는 플라스틱 할로우 마이크로파이버 섬유로 합성 성 페로몬으로 채워져 보호 대상 지역 곳곳에 배치된다.
• 페로몬 베이츠와 스테이션은 고정된 형태의 디스펜서다.어떤 것들은 상대적으로 큰 플랫폼으로, 유인 곤충을 잡아들이는 접착제 보드 안에 페로몬 미끼를 포함하고 있다.다른 페로몬 미끼 스테이션에는 페로몬 미끼가 들어 있어 유인 곤충의 체력을 떨어뜨려 교미 및 번식 능력을 떨어뜨리는 살충제 1회 분량이 들어 있다.
• 고배출 디스펜서 페로몬 디스펜서가 몇 개 있는데, 어떤 페로몬 사체나 SPLAT 페로몬 제형의 큰 돌롭스처럼 수동적으로 하는 것도 있고, 또 어떤 것은 시간 간격을 두고 성 페로몬 폭발물을 적극적으로 방출하는 것도 있다.^[12]

일체형 유동 디스펜서

오랫동안 지속되는 단일 페로몬 디스펜서를 만들기 위해 유동성 제형을 이용한 페로몬 전달에 대한 새롭고 효과적이며 경제적인 개념이 지난 10년 동안 시장에 나왔다.^[13]이러한 참신한 SPLAT 페로몬 교미 중단 공식은 효과적인 계절 긴 억제 효과(예: 대상 해충에 따라 SPLAT를 한 번 적용하면 완전한 생식 주기 또는 ^[14]전체 계절에^[15][16] 대한 목표 해충을 제어)를 제공할 수 있으며 수동 또는 기계적으로 적용할 수 있다.기계적 분산 기술에는 특수화된 기성 애플리케이션 기술 및/또는 장비가 필요하지만, 일단 응용 시스템이 작동하게 되면 오늘날 이용 가능한 가장 양성적이고 효과적인 해충 관리 기술 중 하나인 페로몬을 사용하여 광범위한 영역을 보호할 수 있다.SPLAT의 장점은 현장에 한번 가해진 제형의 원치 않는 드리프트를 방지하고, 도포 모드에 따라 경화된 돌톱을 회수할 수 있다는 것이다.

공중분산

2007년 11월, 침습적인 연갈색 사과나방과 싸우기 위해 산타 크루즈와 몬터레이 캘리포니아 주의 도시와 시골 지역에 마이크로 캡슐화된 LBAM 페로몬을 분사하기 위해 논란이 많은 항공 접근법이 사용되었다.보통 페로몬 트랩 모니터링에서 나방 포획량이 감소하면 수컷 나방의 암컷(또는 페로몬 트랩 모니터링) 방향 교란 효과가 감지될 수 있다.전 지역에 걸쳐 마이크로캡슐화된 페로몬 어플리케이션을 사용한 정부 캠페인은 치료 지역의 연갈색 사과나방 개체군에 어떠한 짝짓기 장애의 징후도 보여주지 못했다.첫 공중 캠페인은 연갈색 사과나방의 불완전한(잘못된) 페로몬 혼합(잘못된 혼합은 짝짓기 중단 프로그램의 성공 가능성이 엄청나게 감소)을 이용한 것으로 밝혀졌으며, LBAM 미세캡슐 제형은 검증되지 않은 것으로, 마지막으로 마이크로엔캡슐 제형이 악명 높은 것으로 나타났다.짧은 현장 생활, 약하고 불규칙한 수행으로 잘 알려져 있다.게다가 정부 캠페인에 사용된 LBAM 마이크로 캡슐화 제형이 도시 지역에서 항공 운송에 부적합했을 가능성도 있다; 페로몬은 안전하지만, 사용되는 제형은 매우 작은 직경의 마이크로 캡슐을 가지고 있어서 알레르기 반응의 증가와 관련이 있는 것처럼 보이는 흡입 위험으로 만들었다.목표 지역 내 인구 중 한 명꼴찌.정부가 행한 이 일련의 LBAM 짝짓기 중단 항공 애플리케이션은 과학계의 몇몇 분야뿐만 아니라 일반 대중들의 엄청난 반대를 야기시켰다.몇 년이 지난 지금, 피해 지역 사회뿐만 아니라 초기 미국 페로몬 산업(기존 살충제 사용에 대한 보다 안전하지만 매우 효과적인 대안을 제공한다)도 이러한 비참한 베이 지역 LBAM 퇴치 캠페인의 파급 효과를 여전히 겪고 있다.

그러나 페로몬 교미 교란제의 공중분포에 의존하는 수많은 성공적인 해충 억제 프로그램이 있다.지구상에서 가장 큰 페로몬 교미 중단 프로그램 중 하나는 집시 나방이다.^[17]집시나방 저속 확산은 위스콘신에서 노스캐롤라이나까지 1,200마일(1,900km) 떨어진 집시나방 국경에서 시행되었다.프로그램 지역은 집시나방 인구의 전진 전방에 위치해 있다.STS 프로그램은 인구증가와 확산의 자연적 진행을 방해하면서 이러한 진보 전선을 따라 저수준 인구의 조기 발견과 억제에 초점을 맞추고 있다.매년 수십만 에이커에 두 개의 페로몬 집시나방 페로몬 교미 중단제인 플레이크와 SPLAT가 공중으로 뿌려진다.단일 교미 중단 제제 애플리케이션은 처리된 영역에서 집시나방의 계절적 억제를 촉진한다.8명으로 구성된 승무원으로 하루 만에 2만 에이커(81km²)가 넘는 숲의 SPLAT GM을 통해 공중으로 치료할 수 있었다.연방 및 주 참여자의 컨소시엄은 다음과 같은 작업을 수행할 수 있었다.

• 집시나방이 침입한 새로운 영역을 매년 15,600 평방마일(40,000km²)에서 16,000km²(6,000km)로 감소시킨다.

• 산림, 산림 기반 산업, 도시 및 농촌 공원 및 사유 재산 보호

• 연간 최소 2200만 달러의 손상 및 관리 비용 방지

집시나방 '스위드 더 스프레드' 프로그램의 엄청난 성공은 의사소통, 투명성, 목표의 명확성을 포함하는 매우 잘 계획된 캠페인과 관련이 있는 것으로 보인다: 응용 프로그램에 앞서 STS는 지역 인구, 관련 시민, 공무원, 과학자, 기술자 등을 포함하는 회의를 개최한다.우려 지역에서 집시나방 경영 전략을 논의하기 위한 교정 인력새로운 정부의 침습적 종 박멸 캠페인이 GM STS와 같은 기존의 성공적인 억제 프로그램에 대한 해충 퇴치 활동을 모델화하고, 보다 효과적인 의사소통, 투명성, 목표의 명확성 정책을 채택할 것을 요구하는 운동이 있다.대중의 참여와 교육으로, 지역 전체의 근절 캠페인은 더 잘 계획되고, 더 결정적인 효과적인 해충 퇴치 활동을 할 수 있을 것이다.

참고 항목

• 병해충 통합관리
• 해충(조직)
• 살충제
• 페로몬
• 코들링나방

참조