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2019년 2월 15일 금요일

알아서 적절한 집을 짓는 흰개미의 비결



(Cheetahs stalk around a meters-high termite mound in Namibia. Credit: Harvard SEAS)


 흰개미는 뜨거운 열대 지방에서도 독특한 환기 시스템을 지닌 흰개미탑을 건설해 에너지 소비 없이 열을 식히고 내부의 공기를 외부로 배출합니다. 그런데 서로 다른 종의 흰개미들이 서로 다른 환경에서 최적의 흰개미탑을 어떻게 건설하는 것일까요? 이것은 거미가 각기 다른 환경에서 최적의 거미줄을 치는 것 이상으로 놀라운 일입니다. 거미는 보통 혼자 거미줄을 치지만, 흰개미는 수만 마리 이상 협동을 통해 수년에 걸쳐 수 미터 높이의 거대한 구조물을 짓기 때문입니다. 사람으로 치면 수만 명이 협력해서 설계도도 없이 초고층 빌딩을 짓는 셈입니다. 


 하버드 대학의 연구팀 (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences and the Department of Organismic and Evolutionary Biology)은 흰개미가 어떻게 효과적으로 공기 순환이 가능한 흰개미탑을 건설하는지 조사했습니다. 그 결과 이들은 매우 단순하지만 효율적인 아이디어를 사용하고 있다는 점이 밝혀졌습니다. 


 각각의 흰개미는 협력해서 큰 흰개미탑을 짓지만 사실은 독립적으로 움직이는 개체입니다. 각 흰개미는 페로몬과 이산화탄소 같은 노폐물(made up of pheromones and metabolic gases such as carbon dioxide)이 빠져나가는 방향으로 집을 쌓아 올립니다. 둥지가 너무 덮고 습하면 가능한 가스가 잘 빠져나가는 방식으로 지하에서부터 탑을 쌓아 올리는 것입니다. 공기가 통하는 방향으로 탑을 쌓는다는 것은 매우 단순하지만 동시에 효과적인 방법일 것입니다. 특히 수많은 개체가 서로 독립적으로 건설하는 경우 단순한 원칙이 필요합니다. 


 연구팀의 모델은 흰개미가 서로 다른 환경에서 어떻게 흰개미탑을 건설하는지 잘 설명했습니다. 이 연구는 앞으로 자연 환기 방식을 이용한 효과적인 친환경 냉방 및 환기 시스템을 건설하는데도 도움을 줄 것으로 기대됩니다. 아래 영상은 흰개미탑을 모방해 아프리카에서 전기 없이 냉방을 하는 건물에 대한 설명입니다. 




(동영상) 



 참고 


Samuel A. Ocko el al., "Morphogenesis of termite mounds," PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1818759116 

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