360도에 달하는 시야각, 태양 위치 자동인식, 뛰어난 공간기억력이 둥지까지 이동하는 원동력

불개미아과에 속하는 사막개미는 주로 아프리카 사하라 사막에 주로 사는데 일부는 러시아 남부, 스페인 남부 지역 등에서도 발견된다. 사막은 사방이 모래로만 이뤄져 있기 때문에 사람도 나침반이나 GPS 등이 없으면 길을 잃기 십상이다. 그런데 개미들은 먹이를 찾아 아무리 멀리 나와있더라도 문제 없이 둥지를 찾아간다. 더군다나 자신의 몸집보다 큰 먹잇감을 발견해 집으로 가져갈 때면 여러 마리의 개미가 머리에 이고 뒷걸음질치면서 둥지까지 끌고 간다. 사막개미들의 이런 놀라운 회귀능력의 원리에 대해 과학자들은 궁금해 한다.

프랑스 툴루즈 폴 사바티에 대학 인지동물연구센터, 영국 에딘버러대 정보학부 공동연구팀은 사막개미들이 멀리 떨어진 곳에서 집까지 문제 없이 이동할 수 있는 이유는 태양의 위치, 360도를 볼 수 있는 놀라운 시각과 뛰어난 공간기억력을 종합한 ‘경로 통합’(path integration) 전략 때문이라고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 17일자에 실렸다.

연구팀은 개미들이 사막 둥지에서 먹잇감이 있는 곳까지 걸어간 곳까지 경로를 모두 기억하고 있다고 가정했다. 이를 위해 연구팀은 둥지에서 8m 가량 떨어진 곳에 버터와 설탕이 포함된 커다란 빵부스러기를 떨어뜨려놓고 개미들이 먹잇감까지 이동하기를 기다렸다. 연구팀은 먹잇감이 있는 곳까지 이동한 개미들을 잡아 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹은 둥지에서 먹잇감이 있는 곳까지 환경을 변화시키지 않은 상태에서 이동하도록 하고 다른 한 그룹은 둥지까지 이동하는 곳에 검은 비닐봉지와 포장지와 모래를 이용해 지형을 바꾼 다음 이동하도록 하고 관찰했다.

그 결과 변화되지 않은 기존 경로를 그대로 이동한 개미들은 뒷걸음질로 6m 이상을 문제 없이 이동한 뒤 둥지에 복귀했다. 익숙하지 않은 새로운 지형지물이 생긴 곳을 이동하는 개미들은 3.2m 정도를 이동한 뒤 제자리를 빙빙 돌다가 다시 움직이기 시작해 둥지를 찾아갔다. 익숙한 경로를 걷든 그렇지 않던간 시간이 걸리기는 했지만 둥지까지는 무사히 이동하는데 성공한 것이다.

이는 뒷걸음질 치면서도 주변 환경을 관찰하고 태양의 위치와 고도 등을 통해 방향을 잡는 등 다양한 방식으로 둥지까지 경로를 파악했기 때문으로 해석했다.

태양의 각도와 위치를 통해 방향을 잡고 먹잇감까지 이동하는 동안 주변 지형지물에 대한 기억을 하고 돌아올 때 활용한 것이다. 또 뒷걸음질치면서도 주변 지형지물을 파악할 수 있는 것은 개미의 시야각이 360도에 이르기 때문이다. 사람은 머리를 돌리지 않고 주변 환경을 파악할 수 있는 시야각은 120도에 불과한 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번 발견이 개미의 뇌에 대한 비밀을 파악하는데 도움이 될 뿐만 아니라 로봇 시스템에 적용이 가능할 것으로 보고 있다.

세바스티앙 슈바르츠 툴루즈 폴 사바티에대 박사는 “이번 연구는 개미가 모든 방향으로 걸을 수 있으며 목적지를 찾아가는데 있어서 여러 가지 방법을 유연하게 조합할 수 있다는 것을 보여준 것”이라며 “다음번에는 개미의 한 쪽 눈을 가리거나 가상현실 상황에서 어떻게 집을 찾아가는지를 연구할 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr