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결혼기념비행을 한 뒤 곧바로 산화(?)하는 하루살이의 슬픈 이야기

문제

1 여름밤에 캠핑을 하거나, 집에 있을 때 우리를 가장 괴롭히는 곤충이 바로 모기다. 모기에 한번도 물려보지 않은 사람은 없을 것이다. 모기에 물리면(침에 쏘이면) 따끔하고 부어오르는 경우가 있다. 그러면 모기의 침은 몇개이고 어떤 역할을 할까?

①한개이며 빨대처럼 생겨 다른 동물의 피를 빨아 먹는다.
②두개인데 한개로는 피를 빨아들이고 나머지 한개는 공기통로다.
③여섯개. 네개로 피를 빨아들이고 두개로 타액을 흘려 보낸다.

2 모기가 교미할 때는 곤충세계에서 가장 이상적이라 할 수 있는 방법으로 짝을 찾아간다. 모기의 암컷에게 수컷은 어떻게 찾아갈까?

①암컷의 뒷꽁무니에서 분비되는 유인물질의 냄새로 임컷을 찾아간다.
②암컷이 내는 날개소리를 듣고 찾아간다.
③암컷이 다른 동물의 혈액을 빨면 그 냄새를 맡고 찾아간다.
 

3 여름철 저녁에 물가에 가면 하루살이를 많이 볼 수 있다. 이들은 입이 아예 없다. 그러면 '입이 없는 동물'하루살이는 어떻게 살아갈까?

①이름대로 하루를 살기 때문에 아침에 깨어나 곧 성충이 된 다음 저녁에 죽는다. 그러므로 입이 필요없다.
②입이 없는 대신 꼬리끝에 가느다란 침이 있기 때문에 다른 동물의 체액을 빨아 먹을 수 있다.
③하루살이의 설제 수명은 2년 정도다. 대부분 유충으로 생활하다 성충이 되면 유충시절에 저장한 영양만으로 활동한다.

4 남아메리카의 강에 사는 어린 전기뱀장어는 시력이 좋아 활발한 운동을 하지만, 성장하면 눈이 어두워지고 움직임도 둔해져서 먹이를 찾아서 잡아먹는 일이 불가능해진다. 이들은 어떻게 먹이를 잡을까?

①몸에서 약한 전류를 흘려보내 전기장을 만든 뒤 먹이가 다가오면 감전시켜 잡아 먹는다.
②전류를 흘려보내 전기장을 만든 후 전기장의 변화를 감지함으로써 먹이의 위치를 찾아낸다.
③전기로 강한 불빛을 만들어 먹이를 유인한 후 잡아 먹는다.

5 비둘기는 낯선 땅에 옮겨 놓아도 어김없이 자기 둥지로 돌아오는 습성이 있다. 이들은 여러가지 방법으로 집을 찾아오게 된다. 그림처럼 비둘기 목에 자석을 붙인 후 날씨가 흐린 날에 제 집을 찾아오게 하면 과연 어떻게 될까?

①비둘기는 태양의 방향을 실마리로 삼아 길을 찾기 때문에 흐린 날에도 태양의 위치를 자외선으로 감지, 정확하게 집으로 돌아온다.
②비둘기는 눈 뒤에 있는 자기장을 감지하는 조진을 활용, 지구의 자기장을 느끼게 된다. 그런데 자석을 달아 놓으면 흐린 날에는 자기장의 혼란이 생겨 제 집을 찾지 못한다.
③비둘기는 기억력이 대단하므로 한번 날아간 장소를 잘 기억하고 있다. 그들은 기억을 더듬어 둥지를 찾아갈 것이다.
 

정답

1 ③모기는 워낙 가볍기 때문에 다른 동물의 몸에 내려 앉아도 그 동물이 모기의 존재를 알아차리지 못한다. 암컷모기의 더듬이는 항온동물을 찾는데 유용하다. 더듬이로 동물의 체온이나 이산화탄소를 민감하게 느끼는 것이다. 모기의 침은 한개라고 생각하기 쉽지만 실제로는 여섯개다. 그 중 네개는 피를 빨아들이는 역할을 하고 두개는 자신의 타액을 먹이의 혈관에 흘려보내 혈액의 응고를 방지하는 역할을 한다. 모기의 타액속에 있는 히루딘이라는 물질이 혈액의 응고를 막아주는 것이다. 또 이 타액으로 인해 각종 질병이 매개되기도 한다. 모기에 물렸을 때 아픔을 느끼거나 부어오르는 것도 바로 이 타액 때문이다.

2 ②수컷 모기는 암컷을 눈으로 찾는 것이 아니라 암컷이 날 때 생기는 희미하고 높은 날개 소리를 듣고 암컷을 찾는다. 모기는 그들만의 독특한 방식으로 소리를 만들어내고 받아들인다. 암컷은 1초에 5백번이나 되는 빠른 속도로 날개를 쳐서 날카로운 윙윙 소리를 만들어낸다. 모기의 수컷은 더듬이를 활용, 암컷이 날개를 움직이는 소리를 들을 수 있다.

더부룩한 깃털 모양의 더듬이는 암컷의 날개소리를 듣는 귀의 역할을 한다. 이것이 암컷의 날개진동수와 동일한 횟수로 진동하면서 암컷을 향해 날아간다. 더듬이의 밑동에는 존스턴기관이 있는데 이것을 통해 모기는 더듬이의 움직임 풍압 기류 진동 등을 느낀다.

수컷의 존스턴기관은 특히 발달돼 있는데 그들은 암컷의 날개소리만을 듣고서도 날고 있는 암컷을 찾아갈 수 있다.
 

3 ③곤충중에는 성충이 되면 먹이를 전혀 먹지 않는 것이 많이 있다. 이들은 유충시대에 저장한 양분만으로 활동하므로 성충의 수명이 매우 짧다. 하루살이는 성충이 된 다음에는 아무것도 먹지 않기 때문에 2, 3일 밖에 살지 못한다. 그러나 실제 이들은 늪 바닥에서 2년동안 유충으로 생활하는데 30회 이상 탈피해야 성충이 된다. 하루살이의 날개는 아주 얇고, 다리는 걸을 수 없을 정도로 약하다. 성충은 먹이를 먹지 않으므로 입이 아예 없다. 그 대신 소화관에는 풍선처럼 공기가 가득 차 있다. 이 공기는 하루살이의 약한 날개를 보조, 부력을 얻도록 해준다.

하루살이가 살아있는 동안에 긴급히 해야 할 일은 교배상대를 구하는 일이다. 하루살이의 성충은 그 수명이 무척 짧지만 결혼여행을 마칠 때까지는 생명을 유지해야 한다. 결혼비행은 보통 저녁 일찍 물위에서 이뤄진다. 물위를 날고 있던 한떼의 수컷중 한마리가 암컷에게 달려든다. 암컷은 온몸이 생식기계라고 할 수 있을 정도인데 배에서 머리까지 알로 가득 차 있다. 그 알을 수면 위에 낳으면 알은 너울너울 물속으로 가라 앉는다. 결혼비행이 있었던 다음날 아침이면 물가에 하루살이의 시체가 수없이 흩어져 있는 것을 흔히 볼 수 있다. 하루살이의 유충은 7쌍의 아가미를 가지고 물속에서 생활한다. 이 유충은 어류 양서류 다른 수생곤충의 중요한 먹이가 되므로 성충이 되는 것은 극히 일부에 불과하다.

4 ①체내에 발전기관을 지닌 물고기를 전기어라고 하는데 여기에는 전기뱀장어 전기메기 전기미꾸라지 전기가오리 등이 있다. 이들 무리는 자기 주변에 약한 전류를 방사상으로 흘려보내 전기장을 형성하고 있다. 이들은 전기장을 흐트러뜨리지 않기 위해 몸을 항상 똑바로 한 채로 헤엄을 친다.

전기뱀장어는 남아메리카의 강에 사는 뱀장어와 비슷한 물고기다. 몸은 2m나 되며 때로는 8백V의 강한 전기를 방전한다. 전기뱀장어가 성장하면 눈이 어두워지고 움직임도 둔해진다. 대신 그들은 약한 전류를 항상 외부로 흘려보내 먹이의 접근을 전기장의 변화로 느낀다. 먹이가 가까이 오면 강한 전기를 방전해 마비시키는데 감전되면 말(馬)도 기절할 정도다. 또 이 전기로 작은 모터를 돌릴 수 있다.

짐나르쿠스라는 전기어는 꼬리부분에서 나온 약한 전류를 머리에서 받는다. 그들의 먹이인 작은 물고기는 전기를 잘 전달하므로 다가오면 전기장이 흔들린다. 이 변화가 머리부분에 있는 감각기에 잡히게 되면 작은 물고기의 운명은 그것으로 끝난다. 먹이의 위치를 포착한 짐나르쿠스는 정확하게 겨냥을 한 뒤 덥석 문다.

5 ②비둘기가 낯선 땅으로부터 집으로 돌아올 수 있는 것은 두가지 능력을 초보유하고 있기 때문이다. 이를테면 태양을 보고 방향을 알아내는 능력과 자구의 자력선을 감지해 방향을 알아내는 능력이 그것이다. 비둘기의 눈을 가리거나 잠을 재운 뒤 먼 곳에 옮겨 놓았을 때 이들이 집을 찾는 방법은 다음과 같다.

비둘기는 제일 먼저 태양을 찾는다. 태양의 위치를 근거로 해 자기의 위치와 집의 방향을 알아내는 것이다. 이런 방법을 흔히 '태양 나침반'이라고 한다. 또 비둘기는 체내 시계를 가지고 있다. 그들은 그 시계가 가리키는 시각과 태양의 방향을 활용, 둥지가 있는 방향을 계산한다.
하지만 날이 흐려 태양이 보이지 않으면 태양나침반을 사용할 수 없게 된다. 그러면 비둘기는 체내에 있는 자석을 이용해 방향을 알아낸다. 비둘기의 눈 뒷쪽에는 자기를 띤 작은(1㎣) 조직이 있는데 여기서 지구의 자기장을 느끼고 방향을 감지하게 된다. 이러한 감각을 자기장 감각이라고 한다.

이것을 확인하기 위해 생물학자들은 다음과 같은 실험을 했다. 목에 놋쇠를 붙인 경우에는 맑은 날이건 흐린 날이건 비둘기는 거의 예외없이 제 집을 향해 날아갔다. 하지만 목에 자석을 붙인 경우에는 날씨의 영향을 강하게 받았다. 즉 맑은 날에는 집을 향해 날아가는 비둘기가 많았으나 흐린 날에는 여러 방향으로 흩어져서 날아갔다.

몸에 작은 자석을 달아서 지구자기를 감지하는 능력을 소별시킨 뒤에 비둘기를 놓아주면 맑은 날에는 태양 나침반을 활용해 방향을 찾지만 흐린 날에는 자기장 감각에 혼란이 생겨 집을 찾지 못하게 된다.

비둘기는 일단 낯익은 장소에 돌아오면 한번 날아본 적이 있는 장소를 잘 기억하므로 기억을 더듬어 둥지로 찾아간다.