연못이나 늪, 냇물에서 소금쟁이를 만나면 ‘어떻게 물에 빠지지도 않고 수면을 박차고 뛰어오를 수 있을까’라는 궁금증이 생긴다.

●서울대 등 연구진, 도약 과정 분석

기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 7일자에는 소금쟁이의 다리가 물의 표면장력을 최대화하도록 움직인다는 재미있는 연구가 실렸다.

서울대 기계항공공학부, 생명과학부, 빅데이터연구소와 대구경북과학기술원(DGIST), 폴란드 동물학연구소가 참여한 공동연구진은 이 연구에서 곤충이 주위 환경에 맞춰 스스로 행동을 최적화하는 능력이 있다는 것도 실험뿐만 아니라 수학적으로도 증명했다.

소금쟁이가 물에 뜨기 위해 다리의 잔털과 물의 표면장력을 이용한다는 사실은 잘 알려져 있지만 포식자를 피하려고 빠르게 움직일 때 이것을 어떻게 이용하는지에 대해서는 수수께끼로 남아 있었다.

●다리 움직임, 수학식으로 증명

소금쟁이 점프의 비밀을 풀기 위해 연구팀은 먼저 소금쟁이의 도약 과정을 초고속 카메라로 촬영해 다리의 움직임을 정밀하게 분석했다. 이 결과를 수학식으로 만들어 소금쟁이가 물에 빠지지 않고 가장 빨리 뛸 수 있는 조건을 계산했다.

크기가 다른 여러 종의 소금쟁이가 수면에서 뛸 때 다리 움직임과 예측치를 비교해 보니 수학적 예측과 실제 움직임이 거의 일치한다는 사실을 확인했다. 또 소금쟁이들은 딛고 서 있는 수면의 표면장력이 사라지기 전에 다리 움직임을 적절히 조절해 뛴다는 사실을 입증했다.

●수면 표면장력 사라지기 전 뛰어

김호영 서울대 기계항공공학부 교수는 “소금쟁이가 다리를 얼마나 빨리 움직일지를 시행착오를 거쳐 알게 되는지, 아니면 본능적으로 태어나면서부터 알고 있는지에 대한 추가 연구를 진행 중”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr