[애니멀리포트] 눈 깜짝할 새 호로록...해마가 먹이 빨아들이는 비결은 ‘스프링’ 힘줄

로이 홀츠만 이스라엘 텔아비브대 교수 논문
평소 팽팽하게 당겨 탄성에너지 모으는 힘줄
먹이 나타나는 순간 힘줄 이완시켜 에너지 방출

해마가 낚싯줄에 걸린 먹잇감을 빨아들이고 있다. 해마는 턱쪽에 있는 스프링처럼 생긴 힘줄에 모아둔 에너지를 한 번에 폭발시키면서 먹잇감을 순식간에 흡입할 수 있다. /유튜브 캡쳐

해마는 바다에 사는 여러 생물 중에서도 입이 매우 작은 편에 속한다. 주둥이 지름이 고작 1~2㎜에 불과하다. 해마가 먹이를 빨아들일 때는 엄청난 힘을 발휘한다. 입 크기가 비슷한 다른 바다 생물보다 8배 강한 힘으로 먹잇감을 먹어치운다.

로이 홀츠만 이스라엘 텔아비브대 생명과학부 교수는 12일(현지 시각) 해마 입이 이런 강력한 흡입력의 비결이 입 주변에 ‘스프링’과 같은 형태를 띠는 힘줄에 있다는 사실을 알아냈다고 국제학술지인 로열 소사이어티에 소개했다.

연구팀에 따르면 해마의 턱 아래쪽에 있는 스프링 모양 힘줄은 평소에는 팽팽하게 당겨진 상태를 유지한다. 힘줄에 탄성 에너지를 모아두는 것이다. 해마가 먹잇감을 발견하면 턱아래 힘줄이 순간적으로 수출되면서 에너지가 방출된다. 이렇게 방출된 힘은 입 주변에 있는 먹잇감과 바닷물을 빠르고 강하게 흡입하는 데 사용된다.

이 연구는 해마가 먹이를 빨아들이는 강력한 힘이 나오는 근원에 대한 궁금증에서 시작됐다. 연구팀은 해마를 포함해 입 크기가 1~25㎜인 바다생물 18종이 먹이를 흡입하는 속도를 측정했다. 연구에서 관찰한 해마 3종은 자야칼(성어), 자야칼(치어), 히포캠퍼스 등이다.

연구팀은 해마를 제외한 다른 생선들 사이에서는 입 크기가 커질수록 먹이 흡입 속도도 함께 빨라진다는 사실을 알아냈다. 반면 입 크기가 3㎜도 되지 않는 해마 세 종은 최고 흡입 속도가 0.1초당 300~350㎜인 것으로 나타났다. 입 크기가 15㎜ 이상인 다른 생선들과 비슷한 수준이었다.

해마 3종을 포함해 바다생물 18종의 입 크기와 먹이 흡입 속도를 비교한 그래프. 파란색 점들은 바다에서 쉽게 볼 수 있는 길쭉한 형태의 생선들. 대체로 입 크기와 먹이 흡입 속도가 비례하는 것을 볼 수 있다. 반면 왼쪽에 몰려있는 빨간색 점이 해마 3종. 이들은 입 크기가 굉장히 작은데도 먹이 흡입 속도가 빠른 것을 알 수 있다.

연구팀은 작은 입을 가진 해마가 어떻게 이처럼 강한 흡입력을 발휘하는지 추적했다. 해마를 수조에 넣고 강한 빛을 쏜 뒤 먹이를 빨아들이는 모습을 관찰했다. 해마의 피부는 반투명이기 때문에 강한 빛을 받으면 내부 장기와 근육, 힘줄 움직임이 보인다. 연구팀은 해마 턱 아래에 있는 스프링 모양 힘줄이 평상시에는 팽팽하게 당겨져 있는 상태를 유지하다 먹이를 먹을 때 수축한다는 사실을 확인했다.

연구팀은 해마의 뒤통수 쪽에서도 스프링 모양의 힘줄을 발견했다. 평소 해마는 고개를 아래쪽으로 살짝 기울이고 있다가 먹이가 나타나면 빠르게 머리를 치켜들고 먹이 쪽을 향해 입을 조준한 뒤 순식간에 빨아들인다.

해마 뒤통수의 힘줄이 평소 팽팽한 상태를 유지하다가 순간 에너지를 방출하기 때문에 가능한 일이다. 화살에 비유하면 해마가 고개를 떨굴 때는 활에 화살을 걸어 시위를 당긴 상태, 고개를 치켜들면 시위를 놓아 화살을 쏜 상태로 보면 된다.

홀츠만 교수는 “고개를 숙이고 먹잇감을 방심시킨 다음 스프링 힘줄을 이용해 순간적으로 고개를 들면서 먹잇감이 도망가기 전에 입을 갖다댄다”며 “동시에 턱 아래쪽에 있는 스프링 힘줄에서도 에너지가 발생하기 때문에 해마가 고개를 듦과 동시에 먹잇감은 해마의 입 속으로 빨려들어간다”고 말했다.

참고자료

The Royal Society, DOI: https://doi.org/10.1098/rspb.2023.0520

해마 몸속 스프링 힘줄이 작동하는 방식을 설명한 그림과 실제 해마가 먹이를 빨아들이는 장면. /유튜브 캡쳐

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