이웃집과학자

잠자리는 우리에게 친숙한 곤충입니다. 해충 잡아먹는 착한 곤충이라고 해요. 친근하지만 미처 알지 못했던 잠자리의 숨은 매력, 저와 함께 살펴볼까요? 

자연과 생태의 <한국 잠자리 유충>, <한국 잠자리> 책을 참고하면 잠자리의 눈은 머리의 대부분을 차지할 만큼 매우 큽니다. 먹이를 시각적으로 인지하기 위해 겹눈이 매우 크게 발달했다고 해요.

크게 두 덩어리의 눈처럼 보이지만 그 안에는 수많은 눈들이 모여 있습니다. 그 숫자가 1만~2만 8천개라고 합니다. 원형으로 크게 돌출돼 있어 전 후방 측면 등 넓은 범위를 감지할 수 있다고 합니다.

눈이 많으면 좋을까요? <한국 잠자리 유충>, <한국 잠자리>, <한국 잠자리 그림 검색표>의 저자 정광수 씨께 직접 여쭤봤습니다.

잠자리가 물구나무를 서는 장면을 목격한 적 있나요? 기다란 배를 하늘로 높이 올리고 있습니다.

이 자세를 취하는 이유는 '더위' 때문이라고 합니다. 우리 인간은 더우면 몸에서 땀을 흘려 체온을 조절합니다. 하지만 잠자리는 땀을 흘리지 않는다고 합니다.

그래서 최대한 햇볕을 덜 받으려고 몸을 세우는 거래요.

잠자리는 살아있는 생물을 잡아먹고 사는 나름대로 포식자입니다. 비행하는 곤충을 추격해 포획하기 때문에 뛰어난 비행 능력을 갖추고 있다고 합니다. 항공관련 분야에서는 잠자리 비행능력을 모방하고자 날개의 공기흐름 등에 관해 계속 연구하고 있죠.

특히, 실잠자리는 '후진 비행'까지 가능합니다. 

잠자리들은 공중에서 먹이를 추격해 다리로 감싸 포획하고 실잠자리들은 먹이가 풀잎이나 풀 줄기에 앉았을 때 날아가서 턱으로 사냥한다고 합니다. 실잠자리들이 생활하고 사냥하는 장소는 대부분 풀이 빽빽하게 자란 좁은 곳이어서 풀잎이나 풀줄기에 앚은 먹이를 사냥한 다음 몸을 움직여 회전할 공간이 부족합니다.

이때, 실잠자리의 비행실력이 나오는 겁니다. 날개 각도만을 조절해 후진 비행으로 빠져나온다고 해요. 그 원리는 지난 2011년 'A study of the arrangements of wing and thoracic muscular structures on flight behavior of Odonata, with a note on backward flight of Zygoptera', <한국 잠자리 유충>책을 참고해 설명해드릴게요.

실잠자리들은 가슴에 붙어있는 날개의 각도가 평면과 직각에 가깝고 (사진 속에서 D 부분) 날개 근육의 기울기가 뒤로 기울어져 있어서 가능하다고 해요. A와 B와 C를 실잠자리와 잠자리를 비교해보면 실잠자리가 더 몸통과 가깝습니다.

위 사진을 자세히 봐 주세요. 첫 번째 사진과 두 번째 사진의 잠자리 날개에 '검정' 부분의 위치가 다릅니다. 날개를 뒤집어버린 거죠. 후진 비행의 비결입니다. 아래 사진이 후진 비행을 할 때라고 해요.

아래 영상은 실잠자리가 후진 비행을 하는 영상입니다. 

한국과학기술정보연구원의 자료를 보면 잠자리는 1초에 무려 40회의 날개짓을 한다고 합니다. 그래도 평생 탄력있는 날개를 유지하죠. 그 비결은 바로 '레실닌(resilin)'이라는데요. 

레실린은 일종의 고무 단백질로 3배 가까이 늘어나도 그 구조가 변하지 않는다고 합니다. 레실린은 잠자리뿐 아니라 벼룩, 매미, 파리 등 많은 곤충에 있습니다. 벼룩이 자신의 몸길이보다 수십 배나 높이 뛸 수 있는 이유도 레실린의 탄성 때문이라고 해요.

'Synthesis and properties of crosslinked recombinant pro-resilin' 연구 논문을 참고하면 레실린은 메뚜기와 잠자리의 비행 시스템을 연구하던 중 발견됐습니다. 탄성력이 고무보다 약 3~4배 뛰어나다고 해요. 그래서 많은 산업분야나 생화학적인 응용분야에서 연구가 진행 중입니다.

우주항공 분야에서는 레실린의 특성을 활용해 높은 중력에서도 버틸 수 있는 우주복을 개발하는 중입니다. 또한 의료분야에서는 레실린이 동맥 내벽을 대신하게 해 디스크를 치료할 수 있도록 하는 연구를 진행하고 있대요.

요렇게 잠자리의 비밀을 짚어봤네요.