어민 나방이 날개로 포식자인 박쥐에 대응하는 초음파 경고음을 낸다는 연구 결과가 5일(현지 시간) 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.

'이포노메우타(Yponomeuta)'로 불리는 어민 나방은 청각기관이 없다. 하지만 일정한 주기로 날개가 부딪칠 때마다 뒷날개의 작은 융기막을 사용해 딸깍 소리를 두 번 낸다. 

과학자들은 소리가 나방을 잡아먹는 박쥐에 대응하는 수단으로 이해한다. 영국 브리스톨대학교 연구진은 어민 나방의 융기막의 구조를 분석했다. 연구진은 어민 나방의 막을 이해하기 위해 생물학과 공학적 관점에서 접근했다. 나방 음파의 주파수, 구조 진폭을 구현하는 컴퓨터 시뮬레이션을 제작하기도 했다. 

나방 날개는 드럼이나 스피커처럼 뒷날개 옆의 막이 진동하며 소리가 증폭되는 구조다. 논문의 공동 저자 멘도사 나바 브리스톨대 기계공학자는 좌굴현상을 통해 원리를 설명한다. 좌굴현상은 얇은 물체가 외부 압력을 받아 구조가 변형되는 상황을 말한다. 나방의 막이 날개 부딪힘의 압력으로 휘어지며 음파를 증폭한다는 것이다. 

나바는 "어민 나방에서 좌굴현상은 드럼 가장자리에서 발생하는 타음처럼 작용하며, 날개의 더 많은 부분을 진동시켜 소리를 낸다"며 "그 결과 밀리미터 크기 막은 사람 간 대화 크기의 초음파를 생성할 수 있다"고 설명했다.

새로운 발견은 좌굴현상과 항공구조가 공존할 수 있다고 보여준다. 파퓰러 사이언스 US에 따르면 좌굴현상을 응용한 날개는 일반적 공기역학에 따른 항공구조가 아니다. 구조가 변형되는 비선형적 탄성반응은 보통 항공공학에서 지양해야 할 대상으로 여겨졌다. 

논문의 공동 저자 알베르토 피레라 브리스톨대학교 연구진은 "어민 나방의 공기탄성막은 유익한 비선형성 개념을 구현했다"며 "자연계는 다시 한번 영감의 원천이 됐다"고 강조했다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자