[와우! 과학] 초파리는 어떻게 뜨거운 음식을 귀신같이 피할까?

곤충은 지구상에서 가장 성공한 동물군 가운데 하나다. 곤충의 성공 비결은 여러가지이지만, 그중 작은 크기에도 뛰어난 감각 기관을 빼놓을 수 없을 것이다. 모기의 경우 시력이나 청력은 좋지 않지만 사람이나 다른 동물의 체온, 냄새, 이산화탄소를 감지해 먼 거리에서도 정확하게 목표를 찾고 피를 빨아먹는다. 과학자들은 어떻게 이런 일이 가능한지 연구해왔다. 순수 학문적 연구는 물론 모기를 비롯한 해충 구제에도 도움이 되기 때문이다.

미국 브랜다이스 대학 연구팀은 동물 실험에 흔히 사용되는 초파리를 대상으로 곤충의 온도 감지 능력을 연구했다. 초파리 하면 먼 거리에서도 과일 섞는 냄새를 파악하고 날아오는 성가신 작은 파리로 생각하지만, 사실 이들은 온도 감지 능력도 탁월하다. 따라서 뜨거운 여름에도 최적의 생존 장소를 찾을 수 있다. 온도와 습도가 적당하고 음식물 쓰레기도 넘치는 인간의 거주지는 이들에게 가장 좋은 보금자리 중 하나다.

이전 연구를 통해 과학자들은 곤충에 온랭세포(Hot and Cold Cell)라는 특수한 온도 감지 신경세포가 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 세포는 온도계와 비슷한 방식으로 곤충에 필요한 적정 온도를 감지하는 것으로 생각됐다. 연구팀은 이 가설에 의문을 품고 온랭세포의 민감도와 감지 방식을 연구했다.

초파리의 경우 더듬이의 끝부분에 각각 6쌍의 온랭세포가 있으며 이 신경세포가 흥분하면 정보가 뇌로 전달된다. 연구팀은 이 세포가 온도가 몇 도인지 감지하는 것이 아니라 사실은 온도의 변화를 감지한다는 사실을 발견했다. 놀라운 사실은 1초에 수백 분의 1도에 불과한 온도 변화를 감지할 수 있다는 것이다.

극단적으로 민감한 온도 변화 감지 능력 때문에 초파리는 자신이 있는 장소가 뜨거워지는지 차가워지는지를 짧은 시간에 판단할 수 있으며 실수로 뜨거운 음식이나 냄비에 앉는 일을 방지할 수 있다. 여름철 초파리는 흔히 보는 불청객이지만, 이들이 뜨거운 조리 기구나 음식에 죽는 일은 좀처럼 보기 어려운 이유가 여기 있었던 것이다.

다만 이번 연구가 곤충의 온도 감지 능력에 대한 모든 사실을 밝혀냈다고 할 수는 없다. 열을 감지하는 세포는 한 종류가 아닐 수도 있으며 곤충에 따라 감지 방식도 제각기 다를 수 있다. 앞으로 후속 연구를 통해 과학자들은 곤충의 감각 능력과 그 원리를 밝혀낼 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com