과학적인 기능을 갖고 있는 곤충들 소개

톱니바퀴를 갖고 있는 멸구라는 곤충

 

톱니바퀴는 오랫동안 인간의 독창적인 발명품으로 여겨져 왔다. 하지만 그런 생각은 사실이 아닌 것으로 드러났어요! 유럽 전역의 정원에서 발견되는 매미와 비슷한 곤충인 멸구의 유충인 생물에서 연동 톱니가 발견되었다. 멸구의 애벌레는 1000분의 1초 만에 초당 3.9미터의 속도에 도달할 수 있는데, 이것은 중력의 약 200배의 압력을 발생시킬 것입니다!

 

그 곤충은 순식간에 시야에서 사라질 수 있다. 이렇게 점프하기 위해서는 정확히 같은 힘이 양쪽 뒷다리에 동시에 가해져야 한다. 이 곤충의 몸을 그렇게 정확하게 조절할 수 있는 비결은 무엇일까요? 과학자들은 잔해의 두 뒷다리에서 서로 맞물리는 두 개의 톱니바퀴를 발견했습니다. 두 개의 톱니바퀴는 곤충이 점프할 때 다리를 완전히 동시에 움직일 수 있게 해줍니다. 그렇지 않으면, 여러분은 점프를 할 때 균형을 잃고 마구 회전할 거예요!

 

이보다 큰 동물들은 점프하면서 동시에 다리를 신경계를 통해 움직인다. 하지만, 이 멸구들의 애벌레는 신경 신호를 전달하는 것이 매우 느립니다. 그래서 두 개의 톱니바퀴가 이렇게 맞물려 있는 겁니다. 작가이자 연구원인 그레고리 서튼은 "우리는 종종 톱니바퀴가 인간이 만든 기계에서만 볼 수 있는 것이라고 생각한다"고 덧붙인다.

 

매미의 특이한 생활 주기

 

매미는 남극대륙을 제외한 모든 대륙에서 발견되는 곤충입니다. 이 가운데 미주 북동부 지역에서만 서식하는 주기성 매미는 오랫동안 생물학자들의 관심을 끌었다. 봄에, 엄청난 수의 주기적인 매미들이 몇 주 동안 한꺼번에 나타납니다. 짧은 시간 동안 땅 밖에서 활동하는 동안, 주기적인 매미는 유충의 껍질을 벗기고, 크게 울며, 날아다니고, 번식하고, 수명을 다합니다. 특이하게도 순환매미의 종류에 따라 다음 세대는 13년 또는 17년 후에 나타난다.

 

그 시간 동안 매미에게 무슨 일이 일어날까요? 답을 찾기 위해서, 여러분은 이 매미의 독특한 생활 주기를 살펴봐야 합니다. 땅에서 나온 지 약 1주일 후, 성체 매미는 짝짓기를 하고 암컷은 400~600개의 알을 나뭇가지에 낳습니다. 그리고 곧 어른 매미는 죽는다. 몇 주 후에, 알들은 부화해서 애벌레는 땅으로 떨어집니다.

 

이제 애벌레는 지하로 가서 수액을 먹고 여러 해 동안 삽니다. 새로운 세대의 순환형 매미는 그 과정으로부터 13년 또는 17년 후에 성체로 나타난다. 학술지 네이처에 따르면 사이클 매미의 복잡한 수명주기는 과학자들이 오랫동안 이해하지 못했던 도전이다. ··· 오늘날까지, 곤충학자들은 어떻게 주기적인 매미가 이 특이한 생활 주기를 갖게 되었는지를 알아내려고 여전히 노력하고 있습니다." 이 매미의 생애 주기는 동물 왕국의 전례 없는 미스터리이다.

 

운동에 민감한 메뚜기 뉴런

 

메뚜기들은 평방 킬로미터당 8천만 명의 밀집된 무리를 지어 움직입니다. 하지만 그들은 결코 서로 부딪치지 않습니다. 당신의 비밀은 무엇입니까? 메뚜기의 쌍안경 뒤에는 LGMD라는 운동감각 뉴런이 있는데, 이 뉴런은 메뚜기가 충돌 위험이 있을 때 빠르게 반응하도록 날개와 다리에 신호를 보낸다. 이 반응은 눈을 깜빡이는 것보다 5배 더 빠릅니다.

 

과학자들은 움직이는 로봇이 복잡한 레이더나 적외선 탐지기 없이 다가오는 물체를 탐지하고 충돌을 피할 수 있는 컴퓨터화된 시스템을 개발하여 메뚜기 눈과 뉴런의 아이디어를 얻었다. 연구원들은 충돌을 줄이는 빠르고 정확한 경고 시스템을 만들기 위해 자동차에서 이 기술을 사용하기를 원한다. 우리는 메뚜기와 같은 단순한 곤충들로부터 배울 것이 많다고 영국 링컨 대학의 웨시 강 교수는 말합니다.

 

사하라 은개미 열방패

 

사하라 은개미는 가장 열에 강한 육지 동물 중 하나입니다. 한낮에 강렬한 태양이 사하라 사막을 덮치면 천적은 시원한 곳으로 탈출하지만 개미는 먹이를 찾아 잠시 터널을 빠져나간다. 그것은 열로 죽은 곤충을 찾는 것입니다. 사하라 은개미가 고온 환경에서 생존할 수 있는 비결 중 하나가 열제거원이다.

 

방호벽은 몸 윗부분과 옆부분의 특별한 털과 몸 아랫부분의 털이 없는 부분으로 구성되어 있다. 몸을 덮는 털은 개미의 몸을 은빛으로 보이게 하며, 얇은 관 모양과 삼각형 단면을 가지고 있다. 삼각형의 세 면 중 바깥쪽을 향한 두 면은 가늘고 긴 주름이 채워져 있고 안쪽을 향한 면은 매끄럽다. 이 털들은 두 가지 유용한 기능을 가지고 있다. 첫째, 그것은 가시광선과 근적외선 영역에서 태양 복사를 반사한다. 둘째, 그것은 개미들이 주변으로부터 열을 방출하도록 돕습니다. 반면에 몸의 털이 없는 아랫부분은 사막 표면에서 나오는 중적외선 영역의 방사선을 반사한다.

 

사하라 은개미는 체온을 견딜 수 있는 한계온도인 섭씨 53.6도 이하로 유지할 수 있는 방열막을 갖고 있다. 연구원들은 이 작은 개미의 아이디어를 적용하여 선풍기나 다른 장치의 도움 없이 온도를 상당히 낮출 수 있는 특별한 코팅을 개발하려고 노력하고 있습니다.