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철새가 V자 비행하는 이유

선두서 형성한 상승기류 이용

철새들이 장거리여행 중 에너지를 효율적으로 쓰기 위해서는 체내에 지방을 축적하고 V자 비행을 해야 한다는 사실이 네이처 최근호에 발표됐다.

스웨덴 룬트대의 안데르스 크비시트 교수 연구팀은 시베리아에서 아프리카까지 4천km에 이르는 거리를 이동하는 붉은가슴도요새를 대상으로 몸무게와 운동에너지의 상관관계에 대해 실험했다. 실험은 몸무게가 서로 다른 도요새를 풍동실험장치에 넣고, 6-10시간 동안 같은 속도로 날게 한 뒤 방사성동위원소로 혈액의 산소와 이산화탄소 농도를 측정해 에너지 대사량을 조사하는 식으로 진행됐다.

그 결과 몸무게가 늘어난 만큼 비행에 힘이 더 들지 모른다는 우려가 깨끗이 불식됐다. 즉 몸무게가 늘어난 것에 비례해 운동 에너지를 사용한 것은 아니었다. 도요새는 연료를 싣는데 추가 비용 부담이 없는 셈. 몸무게가 많은 새들이 날기 위해서는 훨씬 많은 힘이 필요하므로, 지방의 축적에는 한계가 있다는 것이 이제까지의 항공역학 연구의 결론이었다.

철새들의 또다른 전략은 V자 편대 비행이다. 프랑스 국립과학연구소의 앙리 위메르스커크 박사 연구팀은 모터보트와 초경량항공기를 따라가도록 훈련시킨 펠리컨들을 대상으로 심장 박동수와 날갯짓의 횟수를 조사했다. 연구팀은 V자 대형을 지어 나는 펠리컨들이 혼자 나는 펠리컨보다 날갯짓을 덜하고 심장박동수도 낮다는 사실을 밝혀냈다.

이 경우 날갯짓을 하지 않고 상승기류만을 타는 활강비행시간도 더 길었으며, V자 대형에서 뒤로 갈수록 날갯짓 횟수와 심장박동수도 낮았다. 이는 앞에 날아가는 새가 형성한 상승기류를 뒤따르는 새들이 이용하기 때문으로 분석됐다.


V자 편대비행으로 전체의 에너지 소모를 줄이는 새떼의 모습.
 

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2001년 11월 과학동아 정보

  • 동아사이언스 편집부

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