여왕벌의 짝짓기 - 여러 의견에 반박하다

Huber가 여러 사람들이 만든 여왕벌 짝짓기와 관련된 가설에 반대의견을 갖고 실험으로 증명해 나갑니다. 눈이 잘 보이지 않는 사람이 그의 조수와 이런 실험을 했다는 것이 정말 놀랍습니다. 그리고 1780 년대에 이런 앞선 생각을 가지고 끝까지 문제를 해결해 나가는 그의 열정에 박수를 보냅니다. ^^

저는 지금 여왕벌의 짝짓기와 관련된 편지에 다른 의견이 있습니다. 그리고 그 문제에 대해서 조사를 하고 있습니다. 편지에 있던 사람들의 추측이 틀렸다는 것을 증명하기 위해 했던 주목할 만한 관찰에 대해서 이야기를 하겠습니다. 그리고 제 생각에 저의 의견이 옳다고 증명했던 새로운 실험에 대해서 설명하겠습니다. 

끊임없이 관심을 갖고 벌을 연구했지만, 숫벌과 여왕사이에서 진짜로 교미하는 것을 볼 수 없었던 Swammerdam은 알을 수정하는데 짝짓기가 불필요하다고 생각했습니다. 그러나 그는 언제가 숫벌이 매우 강한 냄새를 뿜어낸다고 이야기를 했습니다. 그는 그 냄새가 수정낭의 기운(aura)이 뿜어져 나온 것으로 또는 여왕의 몸으로 들어가 수정시키는 수정낭 자체로 생각했습니다. 그의 추측은 숫벌의 생식기를 해부해서 확인이 되었습니다; 그는 이러한 불균형한 생각에 사로잡혔기 때문에, 짝짓기가 가능하다고 생각하지 않았습니다. 냄새의 영향에 관한 그의 의견은 벌통 안에 수많은 숫벌이 있는 이유를 설명하기에 제격이었습니다. 벌통 안에 자주 1,500 또는 2,000 마리가 있었기 때문입니다. Swammerdam에 따르면, 숫벌의 수가 많아야 될 필요가 있다는 것입니다. 수많은 숫벌로 부터 뿜어져 나오는 기운이 수정에 영향을 줄 만큼의 에너지를 가졌다는 것입니다.  

M. de Reaumur 은 이와같은 가설에 반대를 하였으나, 그는 그것을 뒤집을 만한 실험을 하는데 실패를 했습니다. 실험 내용은 다음과 같습니다. 숫벌로 부터 뿜어져 나오는 냄새가 빠져나갈 미세한 구멍을 뚫은 깡통 속에 벌통의 모든 숫벌을 가둡니다. 그러나 그 구멍이 아주 미세하여 숫벌의 생식기는 통과할 수 없습니다. 그리고 나서 이 상자를 벌들이 잘 정착해서 살고 있는 벌통에 놔둡니다. 이렇게 처리된 후에 여왕이 알을 낳게 된다면, Swammerdam의 가설이 옳다는 가능성이 생깁니다. 반대로 여왕이 알을 낳지 못한다면 또는 수정되지 않은 알을 낳느다면, 그의 가설이 틀렸음이 입증이 되는 것입니다. 그래서 그 실험을 우리가 재현을 했습니다. 결과적으로 여왕은 불임상태였기 때문에, 숫벌의 냄새으로 인해 여왕이 수태되지 않았다는 것은 의심의 여지가 없게 되었습니다. 

M.de Reaumur은 실제로 여왕의 짝짓기는 실제 수정과정을 따랐다고 생각을 했었습니다. 그래서 그는 여러마리의 숫벌을 처녀 여왕벌과 함께 유리 그릇에 가두었습니다. 그는 여왕벌이 숫벌에 접근하는 것을 보았습니다. 그러나 수정으로 생각할 만한 어떤 결합을 관찰하지는 못했습니다. 그래서 우리는 이 실험을 재현해 보았습니다. 우리는 계속해서 모든 나이대의 숫벌과 처녀 여왕벌을 함께 가두어 두었습니다. 때때로 여와벌이 숫벌에 접근을 해서 유혹하는 것을 목격했습니다. 심지어 우리는 그들 사이에서 어떤 종류의 결합이 있었다고 믿었습니다. 그러나 너무 짧고 불완전 해서 수정에 영향을 줄 수 없어 보였습니다. 그러나 모든 것을 세심히 관찰하기 위해서, 숫벌에 다가가는 것을 힘들어 하는 처녀 여왕벌 자기 방에 가두었습니다. 여왕벌의 격리생활이 한 달이 되어가는 동안, 어떤 알도 낳지 않았습니다. 그러한 순간적인 결합으로 수정이 생기지는 않는 것 같습니다.  

"자연의 명상"에서, 당신께서는 영국인 Debraw 의 관찰 내용을 인용하셨습니다. 마침내 미스테리를 밝혀낼 만큼 관찰 내용은 정확해 보입니다. 우연히 관찰자가 알을 담고 있는 애벌레 방의 바닥에서, 일반적으로 벌이 새로운 알을 까고 나온 애벌레 주위로 모아온 젤리 또는 어떤 물질과는 다른 정자로 보이는 하얀색 액체를 보게 됩니다. 그것이 숫벌의 정자임을 예상하면서, 어떤 것인지 알기 위해서 세심히 관찰하면서, 숫벌이 알을 수정시키는 그 순간을 잡기 위해 벌통의 모든 숫벌의 행동을 관찰하기 시작했습니다.       

그는 확언하기를, 숫벌 여러마리가 몸의 뒤쪽 부분을 '벌의 방' 으로 밀어넣어서 거기에 액체성분을 넣는 것을 보았다고 했습니다. 이러한 관찰이 여러번 목격된 후에, 그는 오랫동안 여러 실험을 했습니다. 그는 종 모양의 유리덮개로 여왕벌과 숫벌과 함께 많은 일벌을 가두었습니다. 그리고 꿀이 들어 있는 여러 조각의 벌집을 제공해 주었지만, 그 속에는 애벌레는 없었습니다. 그는 여왕벌이 알을 낳고, 그것을 숫벌이 수정시키는 것을 보았습니다. 이렇게 하여 애벌레가 부화되었습니다. 결과적으로 그는 숫벌은 개구리나 물고기와 같은 방법으로 여왕벌이 낳은 알을 수정시킨다고 결론을 내는데에 주저하지 않았습니다.

이와같은 설명은 매우 그럴 듯 해 보였습니다. 그리고 실험은 정확해 보였습니다. 이러한 사실은 벌통에 엄청나게 많은 숫벌이 있다는 사실을 정당화 시켜 주었습니다. 하지만 숫벌이 없을 때도 애벌레가 나타났다는 사실에, 그는 답변을 하지 못했습니다.

9월부터 다음해 5월까지, 일반적으로 벌통에는 숫벌이 없습니다. 숫벌은 없지만, 여왕벌은 수정란을 낳습니다. 그러므로 일년 중 특정 시기에만 정액이 필요하고, 다른 때는 필요없다고 가정하지 않는 한, 이와 같은 관찰 내용은 틀렸다고 이야기 할 수 있습니다.  

이렇게 논란의 여지가 있는 사실가운데, 진실을 밝히기 위해서, Mr.Debraw 가 했던 것보다 더 심혈을 기울여서 그가 했던 실험을 하고 싶었습니다. 첫번째, 그가 알을 담고 있던 애벌레 방에 들어 있던 것이 정액이라고 가정했던 액체를 찾아 보았습니다. 그러한 모양을 가진 여러 개가 발견 되었습니다. 관찰 첫 째날, 저와 저의 조수는 보았던 것을 조금도 의심하지 않았습니다. 그러나 그 이후에 태양 빛이 애벌레 방 바닥에 비출 때를 제외하고 액체와 같은 것은 전혀 보이지 않았기 때문에, 빛의 굴절로 인한 착시였다는 것을 발견했습니다. 연속적으로 부화되면서 생긴 애벌레 고치의 조각들이 바닥에 있을 뿐 이었습니다. 그런 고치 조각들이 햇빛을 받아 빛이 났기 때문에, 환각 현상이 생겨 그렇게 쉽게 생각할 수 있었던 것으로 보입니다. 애벌레의 방을 떼어내서 잘라보면, 어떤 액체의 흔적도 발견되지 않았기 때문에, 아주 엄격한 실험으로 그의 생각이 틀렸음을 증명을 했습니다. 

우리가 첫째날 보았던 것으로 인해 Mr.Debraw의 발견이 잘못되었다고 생각했지만, 심혈을 기울여 그의 다른 실험도 반복해 보았습니다. 1787년 8월6일, 우리는 조심스럽게 욕조에 물을 부어 벌통을 물게 담가서, 전체 벌을 조사했습니다. 크던 작던 어떤 숫벌도 없음을 확인했습니다. 모든 벌집을 조사한 결과, 숫벌의 유충 또는 애벌레도 없었습니다. 그리고 건조시킨 후, 여왕벌과 다른 모든 벌을 교체해서 저의 보관함으로 옮겼습니다. 잠시 후에 벌들은 일상 작업들을 하기 시작했습니다. 그런데 실험하는 동안 어떤 숫벌도 그 벌통으로 들어가지 못하게 하는 것이 필요했습니다. 한 번에 두마리 벌이 겨우 통과할 수 있는 면적의 입구에 유리로 만든 튜브를 설치했습니다. 4일에서 5일 동안 튜브를 주의깊게 지켜보았습니다. 실험의 결과에 영향을 받주지 않도록, 보이는 모든 숫벌을 제거해야 합니다. 아무튼 실험하는 동안 어떤 숫벌도 보지 못했지만, 8월 6일인 첫째 날 부터 여왕벌은 일벌 방에 14개의 알을 낳았습니다. 그리고 같은 달 10일에 모든 알이 부화되었습니다.        

숫벌이 없는 벌통에서 그리고 어떤 숫벌도 벌통 안으로 들어가는 것이 불가능한 상황에서 여왕벌이 낳은 알이 수정이 되었기 때문에 이 실험은 아주 결정적이었습니다. 

이와같은 결론에 합리적인 반대의견은 없었지만, 제가 했던 모든 실험에서 제기될 수 있는 모든 사소한 문제들을 찾기 위해 노력했습니다. Mr.Debraw의 편파적인 생각으로 인해 숫벌을 제거했지만 다른 벌들이 실험과 관계없는 다른 벌통에서 정액을 찾아서 옮겨왔을 수도 있다고 생각하는 것으로 이해했습니다. 

필요한 모든 내용이 이전 실험을 반복하여 확인했고, 어떤 벌도 도망갈 수 없도록 가두어 두었기 때문에 이와 같이 Mr.Debraw의 가설에 반대하는 것은 어렵지 않았습니다. 당신도 잘 알다싶이 벌은 꿀과 밀납으로 채워진 벌통에 갇혀에 3달 또는 4달도 살 수 있다는 것을 잘 알고 계십니다. 8월10일에 벌통을 물에 담궈서 숫벌이 없음을 확인했었습니다. 그리고 벌들을 가두어 두었습니다만, 40마리의 애벌레를 발견하게 되었습니다.  

두번째 실험에서는 다시 벌통에 물 속에 담궈놓을 때, 어떤 숫벌도 도망가지 못하도록 여러가지 예방책을 만들었습니다. 모든 벌들을 전수 검사를 실시했고, 모두 벌침을 가지고 있었습니다. 이전의 실험과 같이 모든 알들이 외부에서 수정되지 못하도록 했습니다. 

Mr.Debraw 의견에 반박을 끝내기 전에, 그가 실수했던 것을 설명해야 될 것 같습니다. 그것은 바로 여왕벌이 태어날 때 부터의 과정을 알지 못했다는 것에 있었습니다. 숫벌을 가둔 상태에서 여왕벌이 낳은 알이 수정된 것을 목격했기 때문에, 애벌레의 방에서 알이 숫벌의 정자로 수정이 되었다 라고 결론을 내렸습니다. 결론을 내리기 위해, 여왕벌이 전혀 짝짓기를 하지 않았다는 것을 확인했어야 했는데, 이 사실을 간과했었던 것입니다. 결국은 그가 실험했던 여왕벌은 이미 숫벌과 짝짓기를 했던 것이었습니다. 애벌레 방에서 막 나온 처녀 여왕벌을 잡아서 숫벌과 함께 가두어 두었다면, 결과는 반대로 나왔을 것입니다. 나중에 설명을 하겠지만, 그 여왕벌은 알 조차 낳지 못했습니다.    

Lusatian과 M.Hattorf는 특히, 여왕벌이 숫벌과 짝짓기 없이 스스로 수정을 한다고 생각했습니다. 그 사람들의 가설에 대한 실험의 대강을 설며하도록 하겠습니다. Hattorf 는 처녀 여왕벌이라고 확신하는 벌을 가지고 와서, 크고 작은 종류의 모든 숫벌을 격리했습니다. 그리고 여러 날이 지나서 애벌레와 알을 발견을 했습니다. 실험하는 동안 벌통에는 어떤한 숫벌도 없었다고 확신을 했습니다. 그렇게 숫벌이 부재 중이었지만, 여왕벌이 알을 낳아 그것이 애벌레가 되었습니다. 이러한 이유로 여왕벌이 혼자서 임신을 한다고 생각했습니다. 

    

이 실험을 곰곰히 생각해 보면, 정확하지 않다는 것을 알 수 있습니다. 숫벌은 아주 능숙하게 벌통과 벌통을 지나 다닙니다. 그러나 M.Hattorf 는 어떤 벌도 벌통 안으로 들어가지 못하도록 대책을 세우지 않았습니다. 그가 말하기를 숫벌이 거기에 없었다고 하지만, 사실을 증명하기 위해 그가 노력했던 것을 생각해서 그냥 조용히 있는 중입니다. 그는 거기에서 어떤 큰 숫벌도 없었다고 했지만, 그의 감시망을 뚫고 작은 숫벌이 들어가서 여왕벌과 짝짓기를 할 수 있었습니다. 의심을 없애기 위해 그의 실험을 재현하기로 했습니다. 그의 방식대로 특별한 예방책이나, 조심성 없이 진행했습니다. 

모든 숫벌을 제거한 벌통에 처녀 여왕벌을 두었습니다. 그리고 벌들을 완전히 자유롭게 해 주었습니다. 며칠 동안 방문 한 후에, 새로 부화된 애벌레를 발견했습니다. M.Hattorf가 얻은 결론과 동일한가요? 그러나 이것으로 부터 동일한 결론을 추론하기 전에, 어떤 숫벌도 벌통에 들어가지 않았다는 논란을 잠재워야 했습니다. 그래서 벌통을 물에 담궈서 각각 조사를 했습니다. 이러한 과정을 통해, 4마리의 작은 숫벌이 있음을 발견했습니다. 그러므로 이 실험이 옳다는 것을 보여주기 위해서는, 모든 숫벌을 제거해야 될 뿐 만 아니라, 반드시 어떤 숫벌도 들어가지 않도록 했어야 했습니다.

Hattorf가 간과한 부분을 보완해서, 모든 숫벌을 주의 깊게 완전히 제거한 벌통에 처녀 여왕벌을 넣어 두었습니다. 어떤 숫벌도 들어가지 못하도록, 일벌은 자유롭게 지나갈 수 있지만 아무리 작은 일벌이라도 지나갈 수 없는 유리 튜브를 입구에 설치했습니다. 30일동안 실험은 계속되었고, 일벌들은 일상의 활동을 자유롭게 하고 있었습니다. 그러나 여왕벌은 불임 상태로 남아 있었습니다. 실험이 끝날 무렵에, 여왕벌이 배는 태어났던 배의 모양을 그대로 유지하고 있었습니다. 그리고 이 실험을 여러 번 반복해 보았습니다만 똑같은 결과를 얻었습니다. 

그러므로 숫벌과 완전히 격리된 여왕벌이 불임 상태로 남아 있었기 때문에, 여왕벌은 스스로 임신할 수 없다는 것이 명백해 졌습니다. Hattorf의 가설은 잘못된 것이었습니다.