몸길이 14~18cm로 북미에서 가장 작은 딱따구리인 솜털딱따구리(학명 Dryobates pubescens) 수컷. Rhododendrites/위키미디어 제공


프로 테니스 선수들이 공을 칠 때마다 내는 기합 소리는 몸의 코어 근육을 수축시키는 효과가 있다. 딱따구리도 부리로 쪼는 힘을 강화하기 위해 몸의 근육 수축과 호흡을 일치시켜 기합 소리를 낸다는 사실이 확인됐다. 나무를 두드릴때 나는 소리가 훨씬 더 크기 때문에 실제로 구분해 듣기는 어려울 것이라는 분석이다.
니콜라스 안톤슨 미국 바다이야기무료머니 브라운대 교수팀은 딱따구리가 나무를 두드릴 때마다 근육으로 몸 전체를 지탱해 망치처럼 만들며 힘을 강화하기 위해 두드릴 때마다 소리를 낸다는 사실을 밝혀내고 연구결과를 6일(현지시간) 국제학술지 '실험생물학 저널'에 공개했다.
딱따구리는 부리로 나무를 쪼아 먹이를 찾거나 구멍을 뚫고 둥지를 지어 사는 조류다. 종에 따라 다르지만 보통 릴짱릴게임 초당 10~20회의 속도로 수 초간 나무를 강하게 두드린다. 딱따구리가 나무를 두드릴 때 머리가 순간적으로 받는 힘은 중력의 최대 400배에 달한다는 연구결과도 있다.
연구팀은 딱따구리가 나무를 두드릴 때 근육을 어떻게 사용하는지 파악하기 위해 야생 솜털딱따구리(학명 Dryobates pubescens) 8마리를 포획하고 3일간 단단한 릴게임꽁머니 나무를 쪼아 두드리는 순간을 기록했다. 근육이 수축하는 시점을 파악하기 위해 딱따구리의 머리, 목, 복부, 꼬리, 다리 근육의 전기 신호를 측정했다.



암컷 솜털딱따구리(학명 Dryobates pubescens). Rhododendrites/위키미디어 제공
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분석 결과 딱따구리가 부리를 나무에 박을 때 추진력을 내는 핵심 근육은 엉덩이 굴근과 목 앞쪽 근육이었다. 안톤슨 교수는 "머리를 뒤로 젖히고 두개골 기저부와 목 뒤쪽에 있는 근육 3개로 몸을 지탱한다"며 "다른 근육은 보조 역할을 한다"고 설명했다.
딱따구리는 복부 근육으로 몸을 안정시키고 꼬리 야마토연타 근육을 수축시켜 충격을 대비한다. 연구팀은 "몸 전체를 망치처럼 만들어 부리를 휘두를 때 발생하는 운동에너지를 나무에 효율적으로 전달한다"고 묘사했다. 타격 강도도 몸의 근육 수축 조절을 통해 이뤄진다.
연구팀은 일부 솜털딱따구리에서 기도 일부 구간의 공기압과 성대를 통해 내쉬는 공기량을 기록해 호흡 패턴을 추적했다. 그 결과 부리가 나무를 치는 순간마다 딱따구리가 으르렁대는 듯한 강한 숨을 내쉰다는 사실이 발견됐다.
솜털딱따구리는 초당 약 13회의 빠른 타격 사이마다 약 40밀리초(ms, 1ms는 1000분의 1초)에 불과한 짧은 숨을 들이쉬며 호흡을 각 타격과 완벽하게 동기화했다. 안톤슨 교수는 "이런 호흡 패턴은 몸통 근육의 수축을 강화하는 것으로 알려져 있다"며 "으르렁거리는 행동이 각 타격의 힘을 효과적으로 증폭한다"고 설명했다. 
테니스 선수를 포함한 운동선수들도 같은 원리로 힘을 줄 때 큰 기합 소리를 내곤 한다. 딱따구리가 내는 기합 소리는 나무를 두드리는 소리에 묻혀 들리지 않는다는 것이 차이점이다.
연구팀은 "이번 연구결과는 극한의 운동 능력을 만들기 위해 운동과 호흡 시스템이 어떻게 활용되는지 보여준다"고 밝혔다.
<참고 자료> - doi.org/10.1242/jeb.251167 
[이병구 기자 2bottle9@donga.com]