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'쥐라기' 숲 어땠을까…곤충 울음소리 살려냈다

공룡이 살던 1억6500만년 전 쥐라기 숲은 어떤 소리로 가득했을까. 과학자들이 화석에 남아 있는 곤충의 날개 구조를 분석해 당시 숲에서 들렸을 곤충 울음소리를 되살렸다. 사람이 들을 수 없는 초음파로 소통했을 것으로 추정되는 곤충도 발견됐다. 최근 뉴욕타임스와 스미스소니언 등 외신에 따르면 중국 쓰촨농업대학교와 영국 링컨대학교, 미국 애리조나주립대학교 등 국제 연구진은 약 1억6500만년 전 살았던 곤충 9종의 울음소리를 재구성했다. 연구 결과는 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표됐다. 연구진이 분석한 것은 중국 네이멍구의 주룽산 지층에서 발견된 중기 쥐라기 곤충 화석 20개다. 이들은 오늘날 귀뚜라미와 여치 등의 친척에 해당하는 메뚜기목 여치아목(Ensifera) 곤충들이다. 곤충의 울음소리를 1억년 넘은 화석에서 되살릴 수 있었던 것은 소리를 내는 기관이 날개에 남아 있기 때문이다. 귀뚜라미와 여치류 수컷은 한쪽 앞날개에 있는 빗살 모양 구조를 다른 쪽 날개의 단단한 구조에 문질러 소리를 낸다. 날개의 크기와 모양, 빗살 사이의 간격, 날개가 움직이는 속도 등에 따라 울음소리의 높낮이와 리듬이 달라진다. 공룡과 같은 척추동물의 발성기관은 화석으로 보존되기 어렵지만 곤충의 단단한 외골격에 자리 잡은 이 같은 발음 구조는 화석에 비교적 잘 남는다. 연구진은 이를 과거의 소리를 되살릴 수 있는 일종의 '음향 지문'으로 활용했다. 연구진은 먼저 현생 귀뚜라미와 여치류가 소리를 내는 모습을 고속카메라로 촬영하고 레이저 도플러 진동계를 이용해 날개의 움직임과 진동을 정밀하게 측정했다. 이를 바탕으로 날개 구조와 발생하는 소리 사이의 관계를 계산하는 모델을 만들었다. 여기에 화석으로 남은 곤충 날개의 형태와 각각의 곤충이 현생종과 어떤 진화적 관계에 있는지 등의 정보를 결합했다. 수치 시뮬레이션과 인공지능(AI) 기반 분석도 활용했다. 그 결과 연구진은 화석 20개에 속하는 9종 곤충이 냈을 것으로 추정되는 서로 다른 울음소리를 재구성했다. 흥미로운 것은 이들 곤충이 모두 같은 높이의 소리를 낸 것이 아니라는 점이다. 각 종의 울음소리는 낮은 주파수부터 높은 주파수까지 다양한 영역에 걸쳐 있었다. 연구진은 여러 곤충이 서로 다른 주파수 대역을 사용하면서 같은 숲에서 다른 종의 울음에 자신의 신호가 묻히는 것을 피했을 가능성이 있다고 봤다. 특히 '시그마보일루스 페레그리누스(Sigmaboilus peregrinus)'라는 종은 20킬로헤르츠(㎑)가 넘는 주파수의 소리를 냈을 것으로 추정됐다. 일반적으로 사람이 들을 수 있는 소리의 상한선인 약 20㎑를 넘어서는 초음파 영역이다. 이는 곤충의 초음파 의사소통이 지금까지 생각했던 것보다 훨씬 오래전에 등장했을 가능성을 보여준다. 현생 곤충 가운데 일부는 박쥐의 위치추적을 피하기 위해 높은 주파수나 초음파를 이용한다. 이 때문에 곤충의 초음파 소통 능력이 박쥐와의 진화적 '군비 경쟁' 과정에서 발달했다는 설명이 제기돼 왔다. 하지만 이번에 초음파를 냈을 것으로 추정된 곤충은 약 1억6500만년 전에 살았다. 현재 알려진 박쥐 화석은 이보다 약 1억년 뒤인 에오세 시기에 등장한다. 곤충이 박쥐가 나타나기 훨씬 전부터 이미 초음파를 이용했을 수 있다는 의미다. 연구진은 당시 작은 포유류를 비롯해 곤충의 소리를 엿듣고 사냥하던 포식자가 초음파 소통의 진화에 영향을 미쳤을 가능성을 제시했다. 여러 곤충이 각자 다른 주파수 대역을 사용하는 '음향적 틈새'를 차지하면서 초음파 영역까지 소통 범위가 확대됐을 가능성도 있다. 그러나 이번에 공개된 소리를 1억6500만년 전 곤충의 실제 울음소리와 완전히 동일하다고 볼 수는 없다. 연구진이 녹음된 소리를 복원한 것이 아니라 화석 날개의 구조와 현생 곤충의 발음 원리를 바탕으로 당시 소리를 계산해 재구성했기 때문이다. 또 이번 연구에서 되살린 것은 쥬라기 숲 전체의 소리가 아니라 특정 지역에서 발견된 곤충 9종의 울음소리다. 공룡이나 익룡, 양서류 등 당시 숲에 살았던 다른 동물의 소리가 포함된 것은 아니다. 연구진은 논문에서 이번 결과가 중기 쥐라기 곤충들이 다양한 주파수를 이용해 의사소통했으며, 초음파 의사소통 역시 박쥐가 등장하기 훨씬 이전부터 존재했을 가능성을 보여준다고 설명했다. 이번 연구는 지난달 25일 PNAS 온라인판에 '멸종된 소리풍경의 재구성이 쥬라기의 초음파 의사소통을 보여준다(Reconstruction of an extinct soundscape reveals ultrasonic communication in the Jurassic)'는 제목으로 게재됐다.

2026.09.08 07:00안희정 기자

비 그치니 '모기' 걱정…전국 말라리아 경보 발령

광복절 연휴 동안 내린 비로 습도가 높아지면서 모기 활동이 늘어날 수 있어 주의가 요구된다. 특히 최근 경기 파주시와 연천군에서 채집된 모기에서 말라리아 원충이 확인되면서 전국에 말라리아 경보가 내려진 상태다. 17일 질병관리청에 따르면 지난달 27일부터 이달 2일까지 파주시와 연천군에서 채집된 말라리아 매개모기인 얼룩날개모기류에서 삼일열 말라리아 원충 유전자가 검출됐다. 이에 질병관리청은 지난 13일 전국에 말라리아 경보를 발령했다. 말라리아 매개모기에서 원충이 검출됐다는 것은 해당 모기에 물렸을 때 말라리아에 감염될 가능성이 높아졌다는 의미다. 현재 매개모기의 밀도는 폭염 등으로 전년 대비 낮은 상태이고, 국내 말라리아 환자는 총 201명 (1.1.~8.1.)이 발생해 전년 동기간(355명) 대비 43.4% 감소한 상황이다. 6월22일 전국에 말라리아 주의보가 발령된 이후, 8월13일 기준 군집사례 발생 및 매개모기 개체 수 증가 등으로 ▲경기(군집파주시·군집김포시) ▲인천(모기강화군, 군집계양구) ▲강원(모기양구군)의 총 5개 지역에서 경보가 발령된 바 있다. 2026년 국내 말라리아 위험지역은 기준 서울시(13개구), 인천시(11개 시군구), 경기도(21개 시군구), 강원도(5개 시군구) 내 50개 시·군·구이다. 말라리아 매개모기인 '얼룩날개모기'(Anopheles spp.)는 전체적으로 검은색의 중형모기로 날개에 흑·백색의 반점 무늬가 있다. 유충은 논, 수로, 웅덩이 등 물 표면에 수평으로 서식하며, 산란기의 암컷 모기는 야간에 소·말·돼지를 대상으로 흡혈 활동(19~05시)을 한다. 말라리아 원충에 감염된 암컷 얼룩날개모기에 물려 감염되며, 원충은 간을 거쳐 혈액으로 들어가 적혈구에 침입해 증식을 반복한다. 공기감염이나 감염자의 일상적 접촉으로는 감염되지 않으나, 드물게 장기이식, 수혈 등의 특수한 경우에 혈액으로 전파되기도 한다. 전형적인 임상증상은 몇 분 또는 1~2시간 동안 오한·두통·구역 등을 보이는 오한 전율기를 거쳐 따뜻하고 건조한 피부, 빈맥, 빈호흡 등을 보이는 발열기가 3-6시간 이상 지속된 후 땀을 흘리는 발한기로 이어진다. 발열 주기는 ▲삼일열말라리아 48시간 ▲사일열말라리아 3일(72시간) ▲열대열말라리아 36-48시간(다소불규칙)의 간격이다.

2026.08.17 17:16조민규 기자

"날개 위치 바꾸며 난다"…中, 극초음속 드론 모함 개발 중

중국 개발자들이 그 동안 성공한 적 없는 '사선날개(oblique wing)' 기술을 기반으로 한 극초음속 드론 모함을 독자적으로 개발하고 있다고 사우스차이나모닝포스트(SCMP), 인터레스팅엔지니어링 등 외신들이 최근 보도했다. 보도에 따르면, 이 설계는 중앙 장착 날개가 아닌 항공기 속도에 따라 날개가 최대 90도까지 회전하는 독특한 구조를 특징으로 한다. '사선 날개'라는 개념은 1940년대 초에 처음 제안된 것이다. 일반적인 항공기 날개는 좌우가 대칭으로 같은 각도를 이루지만, 사선날개는 한쪽 날개는 앞으로 있고 다른 쪽 날개는 뒤로 기울어진 비대칭으로 구성된다. 또, 저속에서는 날개가 수직으로 정상적으로 펴져 이착륙과 비행이 이루어지지만 고속에서는 날개가 회전해 동체에 거의 밀착돼 비행기 전체가 초음속 화살처럼 보인다. 1970년대 미국 항공우주국(NASA)은 AD-1이라는 사선날개 항공기를 실험했으나 안정성 문제가 불거지며 해당 프로젝트는 중단됐다. 이를 극복하기 위해 중국 연구진은 슈퍼컴퓨터와 인공지능(AI)을 포함한 현대 기술을 결합했다. 이를 통해 비행 중 항공기 주변의 기류를 모델링하고 예측하고, 비행 시 발생하는 극심한 열 등을 관리하기 위해 스마트 소재와 센서를 개발 중이다. 마하 5의 극초음속에 도달하면 날개는 회전을 마치며 동체와 평행하게 정렬돼 날개에서 생기는 양력과 연료 효율성이 크게 향상된다. 개발 중인 사선 날개 항공기 개념이 성공할 경우, 상당한 전투 잠재력을 갖추고 있다고 외신들은 전했다. 예를 들어, 최대 속도 마하 5(시속 6천km), 고도 30km를 비행할 수 있는 새로운 종류의 드론의 모선으로 사용될 수 있다. 이 항공기는 16~18대의 자율 드론을 탑재할 수 있으며 극초음속 모함으로 적의 방어체계가 반응하기 전에 적진 후방에 드론을 투하한 후 자율적으로 기지로 복귀할 수 있다. 물론, 기술 개발에 어려움도 있을 것으로 보인다. 예를 들면 마하 5의 속도에서는 항공기 외부 온도가 1천도 이상으로 높아지는 반면, 내부의 회전축 역할을 하는 부품인 '피벗 샤프트'는 낮은 온도를 유지한다. 이러한 온도 차이는 차체 구조에 무리를 줘 기체에 치명적인 고장을 일으킬 수 있다. 따라서 최종 항공기에는 예비 부품, 실시간 스트레스 모니터링, 그리고 피벗 고장에 대비한 백업 시스템이 필요하다. 익명의 항공 전문가는 SCMP에 "예비 부품은 필수적"이라며, "문제가 발생할 경우 날개를 안정적인 위치에 고정하기 위해 다중 백업 시스템, 실시간 변형 모니터링, 마이크로초 수준의 진단, 안전 잠금 장치가 필요할 것"이라고 밝혔다. 만약 중국 연구진이 이 문제를 해결할 수 있다면, 과거 시대에 앞서 있었지만 기술의 제약을 받았던 아이디어가 다시 부활하는 것을 의미하는 것이라고 외신들은 전했다.

2025.08.19 14:33이정현 미디어연구소

"만약 인간이 진짜 날개 갖는다면 이런 모습"

누구나 한 번쯤 새처럼 자유롭게 나는 것을 꿈꾼다. 이런 상상이 현실이 된다면 어떤 모습일지 과학 전문 매체 '라이브 사이언스'가 전문가들의 의견을 물었다. 이 뉴스는 라이브 사이언스뿐 아니라, 일본의 IT 매체인 기가진 등에서도 전해 이목을 끌었다. 노스캐롤라이나대 채플힐 생물학 담당인 타이 헤드릭 교수에 따르면, 나는 데 필요한 날개의 크기는 주로 몸무게로 결정된다. 몸무게가 70kg이고 키가 150cm 이상인 사람의 경우 하늘을 나는 데 필요한 날개의 길이는 펼친 날개의 끝에서 끝까지의 길이가 약 6m로 계산된다. 이 숫자는 맨체스터 대학에서 생물학을 가르치는 로버트 나즈 선임 강사가 2007년 발표한 연구를 토대로 산출한 것이다. 조류학을 전문으로 하는 과학지 'Journal of Avian Biology'에 게재된 논문에서 나즈 강사는 새의 날개에 관한 매개 변수가 체중에 따라 어떻게 변화하는지를 고찰하고 이를 방정식으로 정리했다. 그 방정식을 바탕으로 인간에게 필요한 날개의 크기를 계산한 헤드릭 교수는 "의외로 작다고 생각했다"고 말했다. 또 과거의 지구에는 날개를 펼치면 6미터가 되는 거대한 새가 실재했을 가능성이 있다는 것이 화석 연구에 의해 판명되기도 했다. 하늘을 날 수 있는 인간을 상상할 때 많은 사람은 등에서 새 날개가 돋친 천사 같은 모습을 떠올린다. 그러나 로스앤젤레스군립 자연사 박물관 공룡 연구소 마이클 하빕 연구원에 의하면, 등의 날개를 퍼덕이려면 독립된 '견갑골'과 가슴으로부터 등까지 연결된 '비상근'이 필요하다. 사람에게는 둘 다 없는 부분이다. 이런 점을 감안하면 인간에게는 새의 날개보다 박쥐와 같은 날개가 더 적합하다. 이 경우 양손이 날개 폭 6미터가 될 때까지 거대화 돼, 손가락 사이를 거대한 비막이 덮게 된다. 그리고 실제로 날기 위해서는 날개를 움직이기 위한 근육도 반드시 필요하다. 새의 경우 전신 근육 중 평균 16~18%는 날기 위한 것이며, 일부 새는 최대 30%의 근육을 흉부에 집중시키는 종도 있다. 새에 비하면 박쥐는 근육량이 온몸에 분산돼 있지만, 그래도 박쥐의 날개를 가진 사람은 상당히 인간과 동떨어진 모습이 될 것이라고 하빕 연구원은 설명했다. 그는 "사람이 날개를 가지게 된다면 가슴은 크게 튀어나오고 등은 엄청나게 다부진 체형이 될 것"이라고 예상했다. 또 비행에는 '날갯짓', '활공', '호버링'(어떤 물체가 제자리에서 정지 비행을 하는 것), '활상'(새가 날개를 놀리지 않고 미끄러지듯 나는 것) 등의 요소가 있다. 그래서 이 중 어느 것을 메인으로 하느냐에 따라 날개의 종류가 결정된다. 예를 들어 비행 내내 날개를 퍼덕이는 새는 날개가 짧고 튼튼하다. 또 기류를 타고 거의 날개를 퍼덕이지 않고 나는 활상하는 새는 몸 크기에 비해 긴 날개를 갖고 있다. 이에 하빕 연구원은 몸집이 비교적 큰 사람도 날개를 퍼덕이지 않고 활상을 할 가능성이 높다고 말했다. 아울러 헤드릭 교수는 이륙 방법도 문제라서 6m나 되는 날개를 화려하게 퍼덕이면 땅에 부딪히기 때문에 날개를 상하로 퍼덕여 날아오르는 것은 곤란하다고 지적했다. 그래서 하빕 연구원은 4개의 팔다리로 서서 점프해서 날아오르는 '4발 이륙'이라는 방법을 제안했다. 하빕 연구원 등이 2010년에 학술지 'PLOS One'에서 발표한 논문에 따르면, 2억 년 이상 전에 척추동물 중에서 최초로 나는 능력을 진화시킨 익룡도 날개를 포함한 4개의 발로 보행하거나 날아오르거나 했을 가능성이 높은 것으로 알려졌다. 현대의 흡혈 박쥐 등도 삐죽삐죽 걷거나 달리는 것으로 알려져 있다. 이처럼 라이브 사이언스가 두 전문가를 취재한 결과, 만약 인간이 하늘을 날 수 있는 날개를 갖게 된다면 그 겉모습은 '양팔을 벌리면 6미터 되는 큰 가슴을 가진 다부진 박쥐 인간'이 그려졌다. 헤드릭 교수는 "인간이 날기 위해서는 조류가 오랜 세월에 걸쳐 획득해 온 것과 같은 많은 적응이 필요할 것"이라고 말했다.

2025.02.16 10:09백봉삼 기자