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- 투명한 발가락 끝에 특별히 혈액을 펌핑, 나무껍질을 더 잘 잡고 더 쉽게 나무껍질에서 떨어질 수 있다는 사실 발견
- 이러한 특별한 메커니즘은 앞으로 로봇공학과 접착제 연구에 활용될 수도 있다.

나무를 잘 타는 도룡뇽 발가락의 비밀

E.T., 당신이 맞나요? 

이 사진의 발가락은 외계인의 것이 아니라, 극히 특이한 동물, 즉 나무에 사는 도롱뇽 ‘Aneides vagrans’의 것이다. 연구자들은 이 개구리가 투명한 발가락 끝에 특별히 혈액을 펌핑함으로써 나무껍질을 더 잘 잡고 더 쉽게 나무껍질에서 떨어질 수 있다는 사실을 발견했다. 예를 들어, 이러한 특별한 메커니즘은 앞으로 로봇공학과 접착제 연구에 활용될 수도 있다. 

▲ 발가락에 흐르는 혈액의 양을 조절함으로써 도롱뇽 Aneides vagrans는 등반을 더 쉽게 만든다. © William P. Goldenberg

도롱뇽은 땅에서 발견될 가능성이 가장 높지만, 일생을 대부분 나무 위에서 보내는 종도 있다. 그중 하나는 무게가 불과 5g, 길이가 12cm인 ‘Aneides vagrans(방랑하는 도롱뇽)’이다. 이 동물은 거대한 세쿼이아 나뭇가지에 서식하며, 나무 키가 57m에 달하더라도 거기로 이동한다. 몸집이 땅딸막한 동물이라 처음 본 예상과 달리 훨씬 우아하게 움직인다.

비밀을 가진 스카이다이버

도롱뇽이 나뭇가지에서 나뭇가지로 뛸 때도 인간 스카이다이버와 같은 수준의 조종력으로 공중을 활공할 수 있다. 꼬리와 다리를 움직여 낙하를 의도적으로 멈추고 기울기를 결정함으로써 도롱뇽은 원하는 방향으로 정확하게 미끄러진다.

아네이데스는 활공할 때 거의 사각형에 가까운 긴 발가락으로부터 이점을 얻는다. 이 발가락 덕분에 속도는 더 느려지고 비행경로를 정확하게 제어할 수 있다. 워싱턴 주립 대학의 크리스찬 브라운이 이끄는 연구자들이 이제 발견한 바에 따르면, 발가락은 또 다른 목적을 갖고 있다. 발가락은 피를 채워서 피를 다시 빼냄으로써 도롱뇽이 기어오르는 데 도움을 준다.

▲ 살아있는 Aneides vagrans의 가운데 발가락인 Digit III의 정지 프레임 이미지. 이미지는 평평한 표면에서 중립 자세로 도롱뇽을 (A) 등쪽, (B) 측면, (C) 배쪽에서 촬영했다. 이 이미지는 살아있는 도롱뇽의 디지털 굴과 갈라진 끝 지골을 보여준다. 이러한 특징의 구조는 우리의 조직학적 준비에 의해 입증되었다.

등반 보조 도구로 사용되는 혈액이 가득 찬 발가락

브라운은 도롱뇽 전문가로 다큐멘터리를 촬영하던 중 이 현상을 처음 발견했다. 그는 강력한 카메라 렌즈로 아네이데스 도롱뇽을 관찰하면서, 그 작은 동물의 투명한 발가락이 걸을 때마다 피가 채워지고 피가 빠지는 것을 발견했다. 추가 조사 결과, 도롱뇽은 혈액을 이용해 발가락의 압력을 비대칭적으로 조절할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

▲ 살아있는 Aneides vagrans의 발가락 가운데인 Digit III의 프레임 이미지. (A) 혈액이 배출되었을 때(위) 대비 (B) 혈액으로 부풀어 올랐을 때(아래)이다. (A와 B) 모두 같은 실험 시도 동안 같은 도롱뇽의 같은 발가락을 보여주며, 이미지는 약 25초 간격으로 분리되어 있다. 디지털 동맥을 공급하는 동맥은 보이는 너비가 약 23μm 또는 약 25% 증가했고, 발가락 끝은 배쪽에서 근위로 확장되었으며, 발가락 끝의 가장 긴 부분에서의 거리 측정은 근위로 약 45μm 또는 약 5% 증가했다.

이 "피 묻은" 속임수는 동물들이 나무껍질과 같은 불규칙한 표면을 더 잘 잡고 더 쉽게 떨어져 나가는 데 도움이 된다. 예를 들어, 아네이데스 도롱뇽은 발가락 끝에 피를 살짝 부어 나무껍질과의 접촉 면적을 줄이고, 그렇게 함으로써 놓는 데 필요한 에너지를 최소화한다. 반면에 발가락 끝을 비우면 발가락이 조금 더 부드러워지고 '잡기'가 더 쉬워진다.

▲ 살아있는 Aneides vagrans를 촬영하는 데 사용되는 맞춤형 도롱뇽 관찰 플랫폼과 카메라 슬라이드. 관찰 플랫폼은 수직 또는 수평으로 배치할 수 있으며(여기에 표시된 대로) 시험 중에 고정할 수 있다. 관찰 플랫폼은 투명 아크릴로 만들어져 복부 보기의 이미지를 쉽게 캡처할 수 있으며, 후자는 전체 디지털 혈관계를 시각화하는 데 가장 광범위한 단일 보기다. (출처:관련논문 Vascular and Osteological Morphology of Expanded Digit Tips Suggests Specialization in the Wandering Salamander (Aneides vagrans) / First published: 08 January 2025 / Journal Morphology)

이것은 나무도롱뇽이 통풍이 잘되는 서식지에서 살아남는 데 도움이 된다. 브라운은 "세쿼이아 나무에 올라가서 18개의 발가락으로 나무껍질을 움켜쥐면 발가락 끝이 다치지 않고 효율적으로 나무껍질을 놓는 여부에 큰 차이가 생긴다"고 말했다.

이번 새로운 연구 결과는 나무 도롱뇽의 특이한 메커니즘을 바탕으로 한 생체공학적 설계에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 도마뱀의 발이 다양한 기술적 접착 보조 도구의 영감이 된 것처럼, "혈액 트릭"도 실용적인 용도가 있을 수 있다. 브라운과 그의 동료들은 접착제, 보철물, 심지어 로봇 부속장치와 같은 분야에도 응용이 가능할 것으로 예상한다.

참고: Journal of Morphology, 2025, doi: 10.1002/jmor.70026
출처: Washington State University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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