(When it gets hot inside the nest, bees use their wings as fans to draw hot air out and allow cooler air to move in. Credit: Jacob Peters/Harvard SEAS)
(To determine how bees organize to cool their nests, researchers measured temperature, air flow into and out of the nest, and the position and density of bees fanning at the nest entrance. Credit: Jacob Peters/Harvard SEAS)
뜨거운 여름날은 인간에게만 힘든 것이 아닙니다. 밀집된 둥지를 가진 꿀벌이나 개미에게도 여름의 열기는 치명적일 수 있습니다. 개미나 흰개미의 경우 이를 해결하기 위해 독특한 환기 시스템을 갖춰 아프리카의 뜨거운 열기에서도 살아갈 수 있지만 대개 높음 장소에 벌집을 짓는 꿀벌의 경우 그렇게 하기 어려운 문제가 있습니다.
하지만 열기 때문에 집단 폐사한 꿀벌을 보기 어렵다는 것은 이들이 자신만의 냉방 시스템을 갖췄다는 이야기입니다. 하바드 대학의 연구팀 (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) and the Department of Organismic and Evolutionary Biology (OEB))은 그 비결이 꿀벌의 날개에 있다는 사실을 발견했습니다. 꿀벌들이 열심히 날갯짓으로 공기를 순환시켜 벌집 내의 온도를 낮추는 것입니다.
연구팀은 이를 검증하기 위해 벌집에 센서와 카메라를 부착하고 꿀벌의 행동을 관찰했습니다. 더운 여름날 수많은 꿀벌과 애벌레들이 있는 벌집 내부의 온도는 외부보다 더 뜨거워집니다. 이때 꿀벌들은 제자리에서 날갯짓을 통해 공기를 순환시킵니다. 그런데 어떻게 온도를 적절히 조절하는 것일까요.
꿀벌은 복잡한 컨트롤 시스템 없이 매우 간단하고 합리적인 해결책을 사용합니다. 바로 각 개체가 온도에 대한 감수성이 달라서 서로 다른 온도에서 날갯짓으로 온도를 낮추는 것입니다. 따라서 온도가 올라갈수록 날갯짓을 하는 꿀벌이 많아지면서 공기 순환이 늘어나 온도가 낮아지게 됩니다. 동시에 뜨거운 공기를 내보내는 방향으로 날개를 움직여 서로 공기가 얽히지 않고 순환하는 단순한 해결책을 가지고 있습니다. 복잡한 시스템 없이 단순하게 조절되는 부분은 다른 사회적 곤충과 마찬가지인 것 같습니다.
아무튼 꿀벌이 살아있는 냉각팬 역할도 한다는 점이 재미있습니다.
참고
Jacob M. Peters et al. Collective ventilation in honeybee nests, Journal of The Royal Society Interface (2019). DOI: 10.1098/rsif.2018.0561
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