인간 눈깜박임보다 1만배 빠른 단각류의 초고속 집게발

물리학의 법칙 한계 넘봐 미국 육군 실험실도 관심 표명
집게 오므리는 속도 빨라 공동 형성하며 기포 발생 시켜

너무 빨라 '물리학의 법칙' 한계를 넘보는 초고속 집게발을 가진 '단각류'(amphipod)가 확인돼 학계에 보고됐다.

해바라기 씨앗 크기의 작은 새우처럼 생긴 이 단각류는 사람이 눈을 깜박이는 것보다 1만 배 이상 빠르게 집게발을 오므렸다 폈다 할 수 있는 것으로 나타났다.

집게발을 1만분의 1초 간격으로 반복적으로 집을 수 있다는 것이다.

셀 프레스와 듀크대학 등에 따르면 이 대학 생물학 교수 셰일라 파텍 박사가 이끄는 연구팀은 단각류 '둘리키델라 아펜디쿨라타'(Dulichiella appendiculata) 수컷이 몸무게의 30%에 달하는 한쪽 집게발을 초고속으로 움직이는 것을 포착한 연구 결과를 생물학 저널 '커런트 바이올로지'(Current Biology) 최신호에 발표했다.

이 단각류는 집게발을 초고속으로 오므려 고에너지의 물 분사(water jet)를 만들고, 종종 수압의 급격한 변화에 따른 '공동(空洞) 형성'으로 작은 기포를 생성하는 것으로 나타났다.

또 집게발이 초고속으로 움직여 소리까지 내는 것으로 확인됐다.

단각류는 불과 몇 밀리미터밖에 안 되는 작은 몸집을 갖고 있으며 죽은 조류나 해초 등을 먹고 산다.

D. 아펜디쿨라타도 북미 동부 해안에서 흔히 발견되는 평범한 단각류였으나, 논문 공동 저자인 리치 파머 앨버타대학 교수가 동료와 일상 대화 중 집게발을 오므릴 때 소리를 내는 단각류가 있다는 얘기를 듣고 연구에 착수하게 됐다.

연구팀은 작고 빠른 이 단각류의 집게발 움직임을 포착하기 위해 실험실 수조에서 인간의 머리카락을 미끼로 활용하면서 특수 초고속 카메라로 촬영했다.

연구팀은 이를 통해 D. 아펜디쿨라타가 초고속으로 집게발을 오므릴 때 물 분사를 일으키고 공동형성으로 기포가 떠오르게 해 많은 양의 에너지를 방출하는 것을 확인했다.

파텍 교수는 "공동 형성은 지구에서 가장 강력한 에너지 이벤트 중 하나로 이처럼 작은 생물이 공동 형성을 야기할 수 있다는 것이 놀랍다"고 했다.

연구팀은 D. 아펜디쿨라타 집게발의 초고속 움직임을 잡아냈지만 왜 이런 행동을 하는지는 규명하지 못했다.

수컷과 암컷 사이의 상호작용인지 아니면 영역 다툼에서 나온 것인지는 앞으로 규명해야 할 부분이다.

연구팀은 또 물리학을 한계까지 밀어붙인 단각류에 관한 이번 연구가 공학자들에게 영감을 불어넣어 줄 것으로 기대했다.

이미 미국 육군 전투력개발사령부 산하 육군 연구실의 프로그램 매니저 새뮤얼 스탠튼은 "미래의 소형 로봇 개발을 위해 많은 것을 배울 수 있는 생물이 무수히 많으며 파텍 교수 연구팀은 우리가 따라야 할 완전히 새로운 규칙을 발견했다"고 관심을 표명했다.

파텍 교수는 "공학과 생물학은 양방향 도로로 때론 우리가 자연에서 공학자들이 생각할 수 없는 것을 발견하고 그 반대로 공학으로부터 우리가 도움을 받기도 한다"고 설명했다.

/연합뉴스