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곤충 : 1등은 누구인가

높이뛰기 1등 : 벼룩 점프의 비밀, 44년 만에 풀렸다

발가락으로 박차고 뛰어올라… 공중서 노 젓듯 발가락 움직여
자신의 몸길이보다 수십~수백 배 거리를 가볍게 도약하는 벼룩. 자연계 최고의 높이뛰기 선수인 벼룩의 점프 노하우는 그동안 과학계의 미스터리였다. 그 미스터리를 초고속 영상 촬영과 수학 모델이 풀었다.
영국 케임브리지대학 동물학과 말콤 버로우 교수와 그래고리 서튼 박사팀은 벼룩이 발가락으로 바닥을 박차고 뛰어올라 공중에서 노를 젓듯 발가락을 움직이는 방법으로 높이, 그리고 멀리 점프한다는 사실을 알아냈다고 21일 밝혔다.
벼룩은 몸길이가 2~4㎜밖에 되지 않지만 높이로는 최고 18㎝, 너비로는 33㎝까지 뛰는 자연계 최고의 도약선수다. 보통 점프할 때의 속도는 초속 1.9m 정도. 벼룩의 크기에 비해 이 속도는 매우 빠른 것이어서 과학자들은 그동안 벼룩의 점프 방법을 제대로 알아채지 못했다. 다만 지난 1967년 과학자 헨리 베넷 클락이 벼룩이 점프를 위해 레실린이라는 단백질에 에너지를 저장한다는 사실을 발표한 것 정도가 기존에 알려진 과학적인 연구였다.
말콤 교수팀은 벼룩이 어두운 곳에서는 가만히 있고 빛을 비출 때만 점프를 한다는 점에 착안, 정지해 있는 벼룩에게 아주 적은 양의 빛만 쪼이며 카메라의 초점을 맞춘 다음 강한 빛을 비춰 점프를 유도하고 이를 촬영하는 방식으로 벼룩의 점프 과정을 기록했다. 실험에는 10마리의 벼룩이 쓰였고 총 51번의 점프가 이뤄졌다.
영상을 분석한 결과 연구진은 벼룩이 무릎을 사용하지 않고 발가락만을 이용해 공중으로 날아올라 가속을 할 수 있다는 사실을 확인했다. 그동안에는 벼룩이 발가락과 무릎을 모두 사용하는 것으로 알려졌지만 실제로는 발가락이 주된 역할을 한다는 것이 드러난 것이다.
연구진은 이어 전자현미경을 이용해 벼룩의 다리를 관찰, 발가락은 갈고리 모양이지만 무릎은 점프에 별 도움이 안 되는 매끈한 모양임도 알아냈다

 

지하 1980m 서식 곤충 발견

지하 2km에 사는 원시곤충(그림)이 발견됐다고 라이브사이언스닷컴이 23일 보도했다. 지금까지 발견된 가장 깊은 땅속 동물은 멕시코의 지하 920m 동굴에서 발견된 전갈과 좀(곤충의 일종)이었다. 러시아 동굴생물학자들로 구성된 ‘케이브X’ 팀은 조지아 압하스 자치공화국의 크루베라보로냐 동굴을 10년 넘게 정밀 탐사한 결과 1980m 지하에서 톡토기류(톡톡 튀는 곤충들을 뜻함) 곤충을 발견했다고 육생절지동물리뷰 최신호에 발표했다

연구팀은 2010년 여름 치즈로 유인해 채집한 이 곤충이 미발견종으로 확인되자 플루토무루스 오르토발라가넨시스로 명명했다. 이 곤충은 날개가 없고 몸 뒷부분의 운동기관으로 쉽게 톡톡 튀어 오르며 빛이 없는 깊은 동굴에서 균류 또는 부패 유기물을 먹고 산다. 연구팀은 섭씨 0.5∼5도인 동굴에서 발견된 이 곤충이 눈이 없는 대신 긴 더듬이를 갖고 있는 진(眞)동굴성 동물의 특성을 지니고 있다고 밝혔다.

 

▶  곤충과 인간, 누가 더 중요할까?
- 생태학적 관점에서
지구에는 엄청나게 많은 곤충이 서식하고 있다. 인간은 지금까지 거의 100만 종에 달하는 곤충들을 발견하여 이름을 지어줬다. 개미, 비단나비, 바퀴벌레, 쇠똥구리, 집게벌레, 파리, 메뚜기, 머릿니, 자벌레, 풍뎅이, 여치, 무당벌레, 사마귀, 깔따구, 뿔잠자리, 주기성 매미, 여왕흰개미, 쿠바 대왕야자벌레, 잎벌, 총채벌레, 뒷날개나방, 딱부리물벌레, 흰개미사촌, 칼잎벌, 말벌, 민벌레 ― 곤충의 종류를 하나하나 헤아리는 것은 사실상 불가능하다. 그러나 이 정도는 빙산의 일각일 뿐이다. 지구상에 서식하는 곤충의 대부분은 이름조차 없으며, 과학자들은 "열대우림 지역에 서식하는 곤충만 해도 어림잡아 1,000만 종은 될 것"이라고 추산하고 있을 뿐이다. 곤충을 싫어하는 사람도 있겠지만, 당신의 개인적 취향과 무관하게 곤충의 다양성과 생태학적 성공은 매우 인상적이다.
곤충의 성공은 너무나 위대해서, 문자 그대로 지구를 지배하고 있다고 말해도 과언이 아니다. 인간의 알량한 자존심이 우리로 하여금 '지구와 도시와 기술과 문명을 지배한다'고 착각하게 하지만, 우리는 지구의 상태를 개선하기보다는 파괴히는 데 골몰하고 있는 듯하다. 인류는 지구상에서 떼지어 몰려다니며 패악질이나 일삼는 악종pest species 정도로 간주하는 것이 적절해 보인다. 만약 인류가 멸종한다면, 대부분의 종들은 생활여건이 어마어마하게 개선될 것이다(단, 머릿니, 몸니, 사면발이와 같은 몇 가지 종만은 예외다).
이와 반대로, 지구상에서 모든 곤충이 멸종한다면 어떻게 될까? 하버드 대학교의 유명한 곤충학자 에드워드 O. 윌슨에 의하면, 육상환경이 붕괴되어 혼돈의 소용돌이 속으로 빠져들 것이라고 한다. 인류의 문명은 고작해야 최근 수천 년 동안 형성되었지만, 곤충은 무려 4억 년 동안 육상 생태환경과 완벽하게 조화를 이루며 성공적으로 공진화해 왔다. 곤충은 생태계의 필수 구성원으로서, 쓰레기를 청소하고 영양소를 순환시키고 토양을 비옥하게 하며, 사실상 모든 유기물을 섭취·활용한다. 다리가 여섯 개 달린 퇴적물섭식자detritivore는 죽은 식물, 죽은 동물, 동물의 배설물을 소비하여 이들의 생분해 속도를 크게 상승시킨다. 곤충은 포식자인 동시에 포식기생자parasitoid로서, 다른 곤충들(초식곤충, 청소부곤충)을 먹어 개체수를 감소시키기도 한다. 곤충의 가장 강력한 천적은 곤충이어서, 대부분의 곤충집단은 다른 곤충집단에게 잡아먹힘으로써 개체수가 조절된다.
※ 출처: 『Planet of the Bugs』, 스콧 리처드 쇼