곤충계통분류학 연구실의 응용생물화학부(농생명공학부) 이승환 교수를 만나 물을 배수할 수 있는 구조를 통해 채집된 샘플의 DNA 분해를 방지하는 기능을 탑재하고 3D 프린터로 제작할 수 있는 곤충 채집 트랩(WET)에 대해 보다 자세한 이야기를 들어 보았다. 곤충 계통 분류학은 곤충이 지구상에 나와 현재까지 어떻게 진화하였는지 현존하는 증거를 활용하여 진화 계통을 연구하는 학문이다. 따라서 곤충의 효과적인 채집이 연구를 위한 중요 과제 중 하나이다. 곤충 채집을 위해 다양한 트랩을 활용하는데, 그중 비행간섭트랩(윈도우트랩)은 곤충의 비행경로를 차단하여 보존액이 담긴 수거 용기에 곤충이 떨어져 채집할 수 있도록 하는 트랩이다. 하지만 현장 사용 시 비, 바람 등의 환경적 요인으로 인해 보존액의 효과성이 떨어지는 등의 문제가 발생해 채집한 곤충 샘플의 오염 및 DNA 파괴 등의 문제가 발생한다. 이승환 교수 연구팀은 비행간섭트랩을 사용하면서 발생하는 샘플 부패 및 DNA 분해와 관련된 요소들을 구조적, 물리적으로 최소화할 수 있도록 개선하기 위해 물을 배수할 수 있는 구조를 통해 채집된 샘플의 DNA 분해를 방지하는 기능을 탑재하고 3D 프린터로 제작할 수 있는 곤충 채집 트랩(이하 WET)을 개발하였다. 

 

  이승환 교수 연구팀이 비행간섭트랩인 ‘WET’ 개발 시 가장 중요하게 고민한 측면은 안정성이었다. 외부 유입 수분은 수거 파트의 미세한 메쉬를 통해 아래로 흘러 나가고, 메쉬를 빠져나가지 못하는 곤충은 트랩 내부의 보존액이 들어 있는 수거 용기로 빠지게 되는 구조를 활용하여 수입 유입으로 인한 문제점을 해결하였다. 곤충이 메쉬를 손상해 탈출할 위험은 적으며, 내부에 기울기를 줌으로써 곤충이 수거 용기로 효율적으로 모일 수 있도록 유도하였다. PCR 성공률과 DIN(DNA Integrity Number)의 값을 비교해 본 결과 기존의 트랩보다 개선된 ‘WET’에서 확연히 더 높은 성공률과 값을 확인할 수 있었다. 

 

 

 이승환 교수는 비행간섭트랩 ‘WET’ 개발과 관련해 트랩 개발 수준은 현재로도 만족스러운 수준이라 밝혔다. 또한, 개선된 비행간섭트랩인 ‘WET’를 통해 국내외 유수의 연구진이 연구를 위해 질 좋은 곤충 샘플을 수집할 수 있게 되었음에 의의를 가진다. 다만 트랩과 관련해서는 제트기류를 타고 들어오는 해외 해충을 잡을 수 있는 높은 고도의 트랩을 추가적으로 연구하는 것이 필요하다고 언급했다. 이러한 곤충들은 평상시에는 날개의 규모가 작지만, 지역의 먹이가 적어지고 제트기류가 형성되는 계절에는 날개가 커져 제트기류에 편승하여 장거리를 이동한다. 그리고 한반도에서 바람이 멎거나 비구름이 내릴 때 함께 떨어진다. 이러한 벌레를 모니터링하기 위해 풍선을 띄우거나 타워 트랩을 만드는 등의 방법을 활용할 수 있다.

또한, 진딧물과 같이 농경지와 주변 자연 서식처를 이동하는 벌레를 조사하기도 한다. 이를 위해서는 1년간 인간에 의해 풍경이 지속해서 바뀌고 연속성이 존재하지 않는 농업 생태계와 연속성이 존재하는 자연 생태계를 나누어 조사해야 한다. 농업 생태계에 존재하는 먹이를 섭취하려 비행하여 유입하는 해충을 조사하기 위해서는 굴뚝형 트랩을 활용하기도 한다. 마지막으로 이승환 교수는 연구의 주목적은 곤충 간의 관계, 진화적 계통을 살펴보는 일임을 밝히며, 앞으로 ‘WET’ 등을 이용하여 연구의 영역과 효율을 확대해 갈 것이라고 포부를 밝혔다.