September 16,2019

거미 ‘비행 능력’의 비밀 밝혀

정전기 타고 새처럼 수백 km 장거리 비행

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1832년 10월 젊은 자연과학자였던 찰스 다윈(Charles Darwin)은 그의 저서 ‘비글호 항해기’를 통해 아르헨티나 부에노스 아이레스로 항해하던 배 위에 수천 마리의 거미가 거미줄을 타고 쏟아져 내렸던 일을 기록하고 있다.

다윈은 이들 거미가 비글호 선상에 도달할 때까지 100km 가량 날아온 것으로 생각했다. 그러나 추정일 뿐이었다. 어떤 과학자도 거미가 어떤 식으로 하늘을 나르고 있는지 증명하지 못했고, 논란이 이어져 왔다.

어떤 과학자들은 거미가 거미줄을 이용해 바람을 타고 하늘을 날을 수 있다고 주장했다. 그러나 또 다른 과학자들은 거미줄에 정전기를 일으키면서 지구의 전기장을 타고 먼 거리를 비행할 수 있다고 주장해왔다.

찰스 다윈 이후 과학자들이 큰 의문을 품었던새처럼 나르는 거미의 비밀이 최근 과학자들에 의해 밝혀지고 있다. 기류를 타고 흐르는 정전기를 활용하고 있는 것으로 나타나고 있다.   ⓒ ScienceTimes

찰스 다윈 이후 과학자들이 큰 의문을 품었던새처럼 나르는 거미의 비밀이 최근 과학자들에 의해 밝혀지고 있다. 기류를 타고 흐르는 정전기를 활용하고 있는 것으로 나타나고 있다. ⓒWikipedia

4km 상공을 자유자재로 비행할 수 있어

그러나 최근 그 비밀이 밝혀지고 있다. 6일 ‘가디언’ 지에 따르면 영국 브리스톨대 연구진은 일부 과학자들의 주장대로 거미들의 비행하는 과정에 정전기력이 작용하는지 그 여부를 확인하기 위해 테스트를 실시했다.

외부로부터 유입되는 정전기를 완벽하게 차단시키는 상자 안에 여러 마리의 거미들을 투입한 후 그 안에서 이루어지고 있는 거미들의 비행을 다양하게 관찰, 분석한 결과 실제로 거미들이 정전기를 이용해 비행하고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

정전기는 모든 전기 현상의 근원이 되는 전하가 정지 상태로 있는 것을 말한다. 옛날부터 마찰전기로 알려져 왔다. 정전기 안에는 힘이 들어 있다. 이를 통해 먼지를 흡수하는 집진기 등을 제작하고 있다. 거미가 사람처럼 정전기를 활용하는 셈이다.

브리스톨대의 생물물리학자인 에리카 몰리(Erica Morley) 교수 등이 참여한 이번 연구 결과는 5일 국제 학술지 ‘현대 생물학(current biology)’ 지에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Electric Fields Elicit Ballooning in Spiders’이다.

연구팀은 논문을 통해 이 절지동물이 하늘 위로 4km까지 날아오르고, 수백 km를 비행하는 사례가 발견되고 있다고 말했다. 새처럼 날개를 갖고 있거나, 박쥐처럼 날개손을 갖고 있지 않은데 자유스럽게 하늘을 비행하고 있다는 것.

많은 과학자들은 거미가 거미줄을 활용해 ‘가벼운 바람(light wind)’을 안고 비행하면서 높게 그리고 길게 나아갈 수 있다고 설명해왔다고 말했지만, 몰리 교수팀은 공기역학적으로 거미의 비행을 완전히 설명하지 못하고 있는데 대해 의문을 품고 있었다.

몰리 교수팀은 또 다른 과학자들의 주장에 관심을 기울였다.

거미들이 지구에서 자연스럽게 발생하는 정전기를 활용, 비행하고 있다는 가설을 설정한 후 실험을 진행했다. 그리고 다음과 같은 과학적 사실들을 확인할 수 있었다.

찰스 다윈 이후 풀리지 않았던 비밀 규명

거미가 비행을 원하면 나무 등을 활용해 살금살금 높은 곳으로 기어 올라간다. 그리고는 하늘을 향해 그의 배를 내밀고 1m 정도의 거미줄을 내뿜는다. 어떤 거미들은 마치 선풍기처럼 여러 가닥의 거미줄을 내뿜고 있었다.

어떤 경우든 이들 거미들은 거미줄을 내뿜은 후 순식간에 허공으로 날아올랐다. 연구팀은 거미들이 어떻게 하늘을 자유스럽게 비행할 수 있는 그 과학적인 원인을 찾기 위해 비행하고 있는 거미들을 잡아 실험실로 데려왔다.

그리고 정전기 차단이 가능한 패러데이 상자보다 2배 이상 차단 효과가 더 뛰어난 폴리카보네이트 상자 안에 거미들을 투입했다. 그리고 상자 안에 정전기를 가해 정전기가 없을 때 거미들의 움직임과 정전기가 있을 때 거미들의 움직임을 비교해나갔다.

관찰 결과 정전기를 가하지 않았을 때 거미들은 비상을 거의 시도하지 않고 있었다. 그러나 정전기를 가했을 때 거미들이 높이 날아오르는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 거미들의 비상과 정전기가 밀접한 관련이 있다는 것을 증명하는 것이다.

몰리 교수는 “거미들이 기류를 통해 정전기를 감지하면서 또한 놀라운 비행을 하고 있었다.”며, 거미들의 비행가 정전기가 밀접한 관련이 있음을 강조했다. 몰리 교수와 그의 동료인 다니엘 로버트(Daniel Robert) 교수는 생물의 감각기관 전문가다.

이들의 가장 큰 관심은 거미와 같은 동물이 정전기와 같은 환경 변화를 어떻게 감지하는지 그 메카니즘을 규명하는 것이다. 그동안 거미의 발로 정전기가 통하는 매우 가는 거미줄을 어떻게 지나다니며 안전한 삶을 영위하는지 연구를 진행해왔다.

몰리 교수는 “추가 연구를 통해 거미들이 주변에 흐르는 기류(air currents)를 통해 정전기를 어떻게 감지하는지, 그리고 이 정전기를 어떻게 활용하고 있는지 구체적인 메커니즘을 규명해나가겠다.”고 밝혔다.

지난 1939년 미국 농무부는 공중을 나는 곤충, 거미, 진드기 등에 대한 보고서를 발표한 바 있다. 그리고 그 안에 거미에 대한 내용이 실려 있었다. 거미들이 3~4km 상공을 비행하고 있는 것을 확인했다는 것.

또 다른 사실들도 기록하고 있었다.

거미들이 얼음 위를 스케이팅하거나, 물 위를 배처럼 항해하고 있는 것 같은 광경도 포착했다고 밝혔다. 이후에도 거미와 관련된 새로운 사실들이 속속 밝혀지고 있는 중이다.

동족들을 잡아먹는 잔인성(?), 수백 개의 알이 들어 있는 알주머니에서 부화한 새끼 거미들이 부화하자마자 곧 어른 거미처럼 행동하고 있는 점 등도 거미의 신비를 담고 있는 주제들이다. 무엇보다 새처럼 나는 거미의 비밀이 밝혀지고 있는 중이다.

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