아메바 크기 0.5mm 초소형 딱정벌레의 8자형 날갯짓

'날아다니는 가장 작은 곤충' 비행 고속카메라로 규명

깃날개깨알벌레(왼쪽)와 아메바 비교 [Modified from Farisenkov et al. Nature (2022) 제공/ 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 딱정벌레 중 가장 작은 '깃날개깨알벌레'(Featherwing beetles)는 0.5㎜가 채 안 돼 날아다니는 곤충 중에서도 가장 작은 것으로 꼽힌다.

이런 작은 몸으로는 공기 마찰로 날아다니는 것 자체가 불가능할 것 같지만 덩치가 큰 다른 날것처럼 민첩하고 빠른 속도로 비행한다.

러시아 로모노소프 모스크바 국립대학교 곤충학 교수 알렉세이 폴리로프가 이끄는 국제 연구팀은 초고속 카메라와 컴퓨터 시뮬레이션 등을 이용해 깃날개깨알벌레가 어떻게 공기 마찰을 이기고 비행하는지를 규명한 연구 결과를 과학 저널 네이처(Nature)에 발표했다.

네이처와 러시아 '스콜코보 과학기술연구소'(SKOLTECH) 등에 따르면 곤충의 비행 속도는 일반적으로 크기에 의해 결정된다. 덩치가 클수록 더 빨리 비행하는데, 작은 곤충의 비행 능력은 공기 마찰력에 압도되는 것으로 알려져 있다.

하지만 깃날개깨알벌레를 비롯해 일부 초소형 곤충은 이런 물리 법칙을 거스른다.

폴리로프 교수팀은 앞선 연구에서 깃날개깨알벌레가 3배나 더 큰 덩치를 가진 딱정벌레에 맞먹는 속도로 비행할 수 있다는 점을 밝혀낸 데 이어 이번에는 날개 구조와 날갯짓 등을 분석해 작은 몸으로 공기 마찰력을 이기는 비밀을 풀었다.

연구팀은 베트남에서 채집한 깃날개깨알벌레를 투명 용기에 넣고 초고속카메라 두 대로 비행 과정을 촬영했으며, 이를 토대로 날개와 몸통의 움직임 등을 3차원으로 재구성해 분석했다.

그 결과, 우선 깃날개깨알벌레의 날개가 짧고 뻣뻣한 털로 돼 있어 같은 크기의 막(膜)으로 된 날개보다 가벼운 것으로 분석됐다.

이와함께 뒷날개가 몸통 앞뒤로 큰 8자형을 그리는, 이전에는 알려지지 않은 독특한 날갯짓을 하는 것으로 밝혀냈다.

깃날개깨알벌레의 8자형 날개짓 [Modified from Farisenkov et al. (2022) 제공/ 재판매 및 DB 금지] photo@yna.co.kr

연구팀은 털로 된 날개가 막질로 된 무거운 날개만큼 많은 근력이 필요하지 않아 독특한 날갯짓에서 비롯되는 잠재적 힘의 수요에 대처할 수 있는 것으로 추정했다.

또 경화된 앞날개는 다른 딱정벌레와 마찬가지로 날지 않을 때 뒷날개를 덮고 있다가 비행할 때는 과도한 진동을 막는 브레이크 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 이런 비행 특성이 깃날개깨알벌레의 진화적 성공을 구성하는 중요한 부분이라고 제시하면서, 소형화는 일부 동물의 진화뿐만 아니라 기술개발에서도 진행되고 있어 작은 곤충의 비행에 관한 지식은 먼 미래에 곤충처럼 작은 비행 장치를 개발하는 데 도움이 될 수 있다고 했다.

eomns@yna.co.kr

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