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[생물리학]새와 곤충, 같은 공중회전 메커니즘 쓴다

새나 곤충이 공중에 정지해 있거나 천천히 날 때 몸을 회전시키는 비행 메커니즘이 밝혀졌다.
미국 노스캐롤라이나대 생물학과 타이슨 헤드릭 교수팀은 새나 곤충이 갑작스러운 바람이나 실수로 몸이 돌아갔을 때 원래대로 방향을 되돌리는 방식을 연구했다. 예를 들어 몸이 시계반대방향으로 돌아갔을 때는 시계방향으로 돌게 날갯짓을 해야 한다. 연구자들은 이 때 좌우날갯짓의 횟수는 같게 유지하면서 대신 날갯짓의 폭과 속도를 달리해 방향을 돌린다고 추측하고 식을 만들었다.

즉 아래로 날갯짓을 할 때는 바깥쪽(오른쪽) 날개를 안쪽(왼쪽) 날개보다 폭이 넓고 빠르게 움직인다. 그 결과 시계방향으로 돌리는 힘이 생겨 시계반대방향으로 돌아가는 움직임을 멈추게 한다. 이 식에 따르면 새나 곤충의 크기와 관계없이 같은 메커니즘이 성립한다.

연구자들은 몸무게가 0.001g인 초파리(초당 평균날갯짓 218회)부터 300g에 가까운 유황앵무(초당 평균날갯짓 7.1회)까지 7종의 곤충, 박쥐, 새를 대상으로 실제 비행과정을 촬영해 분석했다. 그 결과 이 수식이 예측한 값과 거의 비슷한 결과를 얻었다고 ‘사이언스’ 4월 10일자에 발표했다.

연구자들은 “몸무게 차이가 30만 배나 되고 초당 날갯짓 횟수도 큰 차이가 나는데 같은 메커니즘으로 비행회전방향을 조절한다는 건 놀라운 사실”이라며 “새나 곤충은 날개 동작을 미묘하게 조절함으로써 다양한 비행양식을 어렵지 않게 선택할 수 있다”고 말했다.


벌새(1)나 나방(2), 박쥐(3)가 공중에 멈춰 있거나 천천히 날면서 몸의 회전을 조절하는 날갯짓 메커니즘이 같다는 사실이 밝혀졌다.
새나 곤충은 비행 중 몸이 시계반대방향으로 돌아갔을 경우(4) 아래로 날갯짓을 할 때는 바깥쪽 날개를 안쪽 날개보다 폭이 넓고 빠르게 움직여 시계방향으로 돌리는 힘을 만들어 원래 방향을 회복한다.

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2009년 05월 과학동아 정보

  • 강석기 기자

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