“가만히 떠 있기 힘들어요”…물고기 호버링, 대사량 2배 쓴다

물고기가 물속에서 한자리에 떠 있는 호버링 자세를 유지하려면, 쉬고 있을 때보다 평균 두 배 가까운 에너지를 써야 한다. 겉보기엔 정지한 듯 보이지만, 실제로는 지느러미를 미세하게 조절하며 균형을 잡는 고된 활동이다. (사진=게티이미지)

물속에서 가만히 떠 있는 듯 보이는 물고기의 ‘호버링’ 자세가 사실은 쉬는 게 아닌, 고강도 에너지 소비 활동이라는 연구 결과가 나왔다.

겉보기엔 정적인 모습이지만, 자세 유지를 위해 지느러미를 끊임없이 조절해야 하기 때문이다.

“물고기의 정지는 진짜 정지가 아니었다”

물고기가 물속에서 한자리에 떠 있는 호버링 자세를 유지하려면, 쉬고 있을 때보다 평균 두 배 가까운 에너지를 써야 한다. 겉보기엔 정지한 듯 보이지만, 실제로는 지느러미를 미세하게 조절하며 균형을 잡는 고된 활동이다. (사진=게티이미지)

미국 캘리포니아대 샌디에이고 캠퍼스 해양연구소를 포함한 국제 공동 연구팀은 13종의 서로 다른 체형과 부력 구조를 지닌 물고기를 대상으로, 휴식 상태와 호버링 상태에서의 산소 소비량을 비교했다.

연구 결과, 물고기가 호버링 중일 때의 대사량은 쉬고 있을 때보다 평균 2배 가까이 높은 것으로 나타났다.

특히 몸이 가늘고 꼬리지느러미를 자주 사용하는 어종일수록 에너지 소비량이 크게 증가했다.

이전까지는 부레가 있는 물고기라면 물속에서 떠 있는 데 거의 에너지를 쓰지 않을 것이라 여겨졌지만, 이번 연구는 이러한 기존의 가정을 정면으로 뒤집었다.

이 연구 결과는 7일(현지시간) 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.

“균형 잡기 어렵다”…지느러미 조정이 에너지 소모의 핵심

물고기가 물속에서 한자리에 떠 있는 호버링 자세를 유지하려면, 쉬고 있을 때보다 평균 두 배 가까운 에너지를 써야 한다. 겉보기엔 정지한 듯 보이지만, 실제로는 지느러미를 미세하게 조절하며 균형을 잡는 고된 활동이다. (사진=게티이미지)

물고기의 몸은 구조적으로 균형을 유지하기 어려운 형태다.

무게 중심(근육과 뼈대)과 부력 중심(부레와 내장)이 서로 어긋나 있어, 작은 숨쉬기나 외부 자극에도 쉽게 몸이 기울어진다.

이를 보정하기 위해서는 꼬리지느러미와 가슴지느러미를 정교하게 조절해야 하며, 이는 대사량 증가와 직접 연결된다.

물고기가 물속에서 한자리에 떠 있는 호버링 자세를 유지하려면, 쉬고 있을 때보다 평균 두 배 가까운 에너지를 써야 한다. 겉보기엔 정지한 듯 보이지만, 실제로는 지느러미를 미세하게 조절하며 균형을 잡는 고된 활동이다. (사진=게티이미지)

연구진은 물고기의 지느러미 운동 패턴, 자세 각도, 체형 비율 등을 정밀 분석해 이 같은 결과를 얻었다.

특히 꼬리지느러미는 물고기의 자세를 고정하는 핵심 부위로, 가장 많은 에너지가 소모되는 부위로 나타났다.

“진화가 선택한 불안정한 몸”…움직임엔 유리, 정지엔 불리

물고기가 물속에서 한자리에 떠 있는 호버링 자세를 유지하려면, 쉬고 있을 때보다 평균 두 배 가까운 에너지를 써야 한다. 겉보기엔 정지한 듯 보이지만, 실제로는 지느러미를 미세하게 조절하며 균형을 잡는 고된 활동이다. (사진=게티이미지)

물고기는 오랜 진화 과정을 거치며 정지보다는 빠른 유영과 회피에 유리하도록 체형을 발달시켜왔다.

이러한 불안정한 구조는 사냥이나 도주 등에서는 효과적이지만, 한자리에 멈춰 있을 때는 오히려 에너지 부담을 키우는 단점이 있다.

연구진은 “호버링의 높은 에너지 비용은 물고기의 형태와 운동 전략이 어떻게 진화해왔는지를 이해하는 데 중요한 단서가 됐다”고 전했다.

이번 연구는 향후 어류 생태·행동학 연구는 물론, 수중 로봇 설계 등 다양한 분야에서 응용 가능성이 높다는 평가를 받고 있다.

최강주 기자 gamja822@donga.com