빨아먹기 챔피언? 거품벌레의 흡입력은?

(Meadow froghopper (Philaenus spumarius) Credit: Charles J. Sharp, Own work, from Sharp Photography, CC BY-SA 4.0)

거품벌레 (froghopper)는 위급 상황에서 입안의 액체를 내뿜어 거품을 만들어 숨기 때문에 이런 이름이 붙은 독특한 벌레입니다. 영어 이름은 이 벌레가 매우 먼 거리를 도약하면서 뛸 수 있기 때문에 붙었습니다. 하지만 가장 독특한 사실은 거품이나 뜀박질도 아니고 바로 식물의 수액을 빨아먹는 능력에 있습니다.

많은 곤충들이 식물의 수액을 빨아먹지만, 대부분 영양분이 많은 체관부 (phloem)에서 빨아먹는데 반해 거품벌레는 영양소보다 물이 많은 물관부(xylem)에서 수액을 빨아 먹습니다. 그런 만큼 다른 곤충과 경쟁이 적다는 장점은 있으나 양압이 아니라 음압이 걸려 있는 물관부에서 물을 빨아 먹기 위해서는 매우 강한 힘이 필요합니다. 식물의 입과 줄기에서 물을 빨아들이는 힘보다 더 강한 힘으로 빨아야 하기 때문입니다.

브리티시 컬럼비아 대학 (University of British Columbia)의 연구팀은 거품벌레의 입에 얼마나 강한 음압이 걸리는지 알기 위해 연구를 진행했습니다. 연구팀은 우선 마이크로 스캔으로 거품벌레의 입 구조와 강한 근육을 확인한 후 얼마나 큰 음압을 만들 수 있는지 계산했습니다. 거품벌레의 입 구조는 마치 횡격막처럼 수액을 빨아들일 수 있으며 이를 당기는 매우 큰 근육 덕분에 인간과는 비교되지 않을 만큼 강한 음압과 작은 구멍을 통해 액체를 강하게 빨아들일 수 있습니다.

연구팀에 따르면 그 힘은 1.6 메가파스칼 (megapascal)입니다. 이는 100m 빨대로 액체를 빨아들일 수 있는 수준입니다. 덕분에 거품벌레와 비교도 되지 않을 만큼 큰 식물에서도 물을 빨아들일 수 있는 것입니다. 이 역시 자연의 경이라고 할 수 있습니다.

참고

https://phys.org/news/2021-07-froghoppers-liquid-vertical-straw-100m.html

Elisabeth A. Bergman et al, The cibarial pump of the xylem-feeding froghopper Philaenus spumarius produces negative pressures exceeding 1 MPa, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2021). DOI: 10.1098/rspb.2021.0731

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