철새들이 V자로 나는 원리 세계 최초 규명..'철새들은 과학적으로 날고 있다'

입력 : 2014.01.16 12:21 | 수정 : 2014.01.16 13:46

조선일보DB

철새들이 V자로 비행하는 원리가 처음으로 밝혀졌다. 철새들이 혼자 날 때보다 V자로 날 때 에너지 소모가 줄어든다는 것은 알려져 있었지만, 어떤 원리를 이용한 것인지는 알려지지 않았다. 이를 규명한 영국 왕립수의대 스티븐 포르투갈 박사팀의 논문이 15일 국제 학술지 ‘네이처’를 통해 발표됐다.

포르투갈 박사팀의 논문에 따르면 철새들은 자신의 앞과 옆에서 나는 동료 새의 날갯짓이 만들어내는 기류를 정확히 파악하는 것으로 확인됐다. 연구진이 실험에 이용한 붉은볼따오기들은 주변에서 나는 동료들이 만들어내는 기류를 가장 잘 받을 수 있는 위치를 정확히 파악해 움직였고, 앞서가는 새의 날갯짓에 박자를 맞추어 날개짓을 해 이 기류를 이용하는 것으로 확인됐다.

연구진은 오스트리아 빈의 동물원에서 나는 법을 배우고 있는 어린 붉은볼따오기(아프리카 중동 등지에 서식하는 철새)14마리에 위성위치확인시스템(GPS)·관성측정장비를 채웠다. 연구진은 소형 비행기를 타고 14마리의 새와 함께 날며 이들의 비행 대형 속 위치, 속도, 날갯짓 횟수 등을 기록했다.

이에 따르면 따오기들은 V자 대형을 이룰 땐 앞서가는 새와 평균 45도 각도, 0.49~1.49m 거리 간격을 뒀으며 날개 끝단의 위치를 서로 약 0.115m씩 겹쳤다. 연구진은 이렇게 위치를 두는 이유가 동료 새가 만드는 ‘난류’를 이용하기 위한 것이라는 것이라고 설명했다.

새가 날갯짓을 하면 날개 양 끝에는 위아래의 공기 흐름 차이로 인해 소용돌이(Tip vortex)가 생긴다. 이 소용돌이는 새가 지나간 자리에 난류(亂流)를 만들어낸다. 이 난류는 마치 물결 모양처럼 아래쪽을 향하다 중간쯤부터 위쪽으로 흐른다. ?문에 뒤에 있던 새가 앞서가는 새가 만든 난류가 상승하는 지점에서 날갯짓을 하면 양력을 더 받게 된다. 이 양력 덕분에 적은 에너지로 날 수 있게 되는 것이다.

연구진에 따르면 붉은볼따오기들은 비행 내내 난류가 상승하는 지점을 찾아 끊임없이 움직이는 한편 동료의 날갯짓에 박자를 맞추어 날갯짓을 했다. 이 모두가 앞선 새의 날갯짓에 따라 상하로 물결치는 난류 흐름을 타기 위해서다. 종종 따오기들이 일렬로 날 때에는 V자 대형일 때와 달리 동료와 엇박자로 날개짓을 했는데, 이 역시 동료가 만든 난류를 이용하기 위해서였다.

이 같은 연구 결과에 대해 스티븐 포르투갈 박사는 “새들은 이상적으로 난류를 이용하기 가장 좋은 대형으로,가장 적절한 타이밍에 날갯짓을 했다. 무엇보다 새들은 서로서로가 어디에 있는 지, 동료가 무엇을 하고 있는지 너무나 정확하게 알고 있었다. 그것이 내가 발견한 것 중 가장 인상 깊은 점이었다”고 말했다. 조닷