(Bumblebees can fly while carrying up to their own bodyweight in nectar. A new study shows how bees can generate more lift by flapping their wings faster, or by using an energy-efficient economy mode. Credit: Andrew M. Mountcastle)
꿀벌은 자기 몸무게와 맞먹는 꿀을 실어 나를 수 있습니다. 사람이라면 걷기도 쉽지 않은 상황에서 날아다니는 것입니다. 그런데 과학자들은 무거운 짐을 나르는 꿀벌이 상황에 따라 비행 모드를 바꿀 수 있다는 사실을 발견했습니다.
캘리포니아 대학의 수잔 가글랴디 (Susan Gagliardi, a research associate in the College of Biological Sciences at the University of California, Davis)와 같은 대학의 스테이시 콤스 (Stacey Combes, associate professor in the Department of Neurobiology, Physiology and Behavior)는 작은 공간에 꿀벌을 가둔 후 꿀을 실어 나를 때 얼마나 많은 에너지를 소비하고 어떻게 비행하는지 관찰했습니다.
이를 위해 연구팀은 꿀벌의 이동과 날개짓을 촬영할 수 있는 고속 카메라와 이산화탄소 생성량을 측정할 수 있는 센서를 설치했습니다. 실험 장소 안에는 꿀벌 뿐이고 이들은 꿀에 있는 당 성분을 에너지원으로 사용하기 때문에 이산화탄소 농도 변화를 측정해 대사량을 알아낼 수 있습니다.
그 결과 흥미롭게도 꿀벌이 무거운 짐을 들었을 때 두 가지 비행 모드를 사용하는 것으로 나타났습니다. 빠른 속도로 날개를 움직이는 일반 모드와 이보다 에너지를 적게 소모하는 이코노미 모드(economy mode)가 있었던 것이었습니다. 왜 항상 에너지를 적게 쓰는 이코노믹 모드를 사용하지 않는지가 의문인데, 연구팀은 아마도 갑작스런 난기류나 장애물을 만날 경우 높은 운동성이 필요하기 때문으로 추정했습니다.
꿀벌 역시 무거운 짐을 들었을 때 최대한 에너지를 적게 소모하면서 움직이고 싶을 것입니다. 하지만 난기류나 장애물을 비롯해 여러 가지 위협이 있을 수 있기 때문에 더 강하게 날개짓을 해야 하는 경우가 생기는 것이죠. 이를 생각하며 이코노미 모드가 정상이고 나머지가 부스트 모드일 수 있겠다는 생각이 듭니다.
참고
S.A. Combes el al., "Kinematic flexibility allows bumblebees to increase energetic efficiency when carrying heavy loads," Science Advances (2020). advances.sciencemag.org/content/6/6/eaay3115
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