생물은 모두 시계를 갖고 있다 - 2. 꿀벌의 춤과 생물 시계

생물은 모두 시계를 갖고 있다

      제2장 꿀벌과 찌르레기의 실험

    꿀벌의 춤과 생물 시계

  레너의 실험을 통해 꿀벌은 아주 정확한 생물 시계를 갖고 있다는 것이 밝혀졌다. 꿀벌에 대한 연구가 진행되어 오면서 꿀벌은 시간 감각뿐만 아니라 방향감각도 갖고 있는 것이 확인되었다. 여러분 중에도 꿀벌이 춤을 춘다는 사실을 들어 본 친구들이 있을 것이다. 꿀벌이 추는 춤의 의미를 제일 먼저 해석해 낸 사람은 바로 프리슈이다. 프리슈는 1950년에 아주 재미있는 이론을 발표했다.  그 내용은 다음과 같았다.

  우선 꿀벌은 태양의 위치를 알아볼 수 있다는 것이다. 한데 꿀벌이 태양의 위치를 알아본다는 것은 단순히 태양이 지금 어느 쪽에 떠 있다는 것을 안다는 뜻이 아니었다. 꿀벌은 태양의 위치를 아주 정확하게 알 수 있다는 것이다. 꿀벌이 태양의 위치를 정확하게 알 수 있는 것은 태양과 벌집, 그리고 먹이가 있는 세 곳 사이의 각도를 잴 수 있기 때문이다. 꿀벌은 태양의 위치를 각도로 재서 알 수 있을 뿐만 아니라, 다른 꿀벌들에게 알려 주기도 한다. 각도를 잰 꿀벌이 춤을 추면서, 벌집에 있는 다른 꿀벌들에게도 먹이가 있는 방향을 알려 줄 수 있다는 것이다. 여러분 중에는 꿀벌의 춤에 대해 잘 모르는 사람도 있을테니 우선 꿀벌의 춤 이야기를 간단하게 해 보겠다.
  꿀벌 중에서 꿀을 모아들이는 일을 하는 것은 여왕벌이 아닌 암벌인 일벌이다. 어떤 일벌이 꽃이 만발해 있는 곳을 발견하고 꿀을 배불리 빤 뒤, 벌집에 돌아왔다고 하자. 그러면 이 일벌은 어두운 벌집 속으로 들어가서는 아주 빠른 속도로 춤을 춘다. 꿀벌이 추는 춤은 위쪽 수직 방향에 대해 일정한 각도로 기울어진 방향으로 똑바로 날아가는 일에서부터 시작된다. 그런 뒤에는 반원을 그리면서 다시 처음의 위치로 돌아온다. 그리고는 다시 똑같은 직선을 따라 날아간다. 그 뒤에는 이전과는 반대되는 방향으로 반원을 그리면서 다시 처음의 위치로 되돌아온다. 꿀벌의 움직임을 따라가 보면 결국에는 마치 8자와 같은 모양이 만들어진다. 꽃이 많은 곳을 발견한 꿀벌은 몇 번이고 이와 같은 8자 모양의 춤을 되풀이하는 것이다. 춤을 추면서 만드는 8자 모양의 가운데 직선과 위쪽의 수직 방향이 이루는 각도는 꽃이 많은 곳의 방향을 가리켜 준다. 다른 꿀벌들은 이 각도를 통해 어느 방향으로 가야 할지를 알 수 있는 것이다. 수직 방향은 벌집의 출입구에서 보이는 태양의 방향을 가리킨다. 그리고 춤을 추면서 만든 직선은 이 태양의 방향에 대해 꿀이 많은 곳의 방향을 가리킨다. 다른 꿀벌들은 벌집을 나갈 때, 꿀벌의 춤을 기억하고는 수직의 위쪽 방향이 표현해 주는 태양의 방향을 기준으로 해서 춤추는 꿀벌이 날아간 방향으로 날아가는 것이다.
  꿀벌이 가르쳐 주는 것은 꿀이 있는 방향뿐만이 아니다. 다른 정보도 전해 준다. 벌의 무리에 있던 다른 꿀벌들은 춤추는 꿀벌의 몸에 촉각(더듬이)을 대 보고, 꽃의 종류를 알아낼 수도 있다. 그뿐만이 아니다. 8자 춤의 회전 속도롤 통해서 꽃이 있는 곳의 거리까지도 알아내는 것이다. 시간당 회전 수가 많으면 많을수록 먹이가 있는 장소는 가까운 것이 된다. 프리슈는 꿀벌에 대한 연구로 노벨상을 수상했지만 최근 들어서는 꿀벌의 춤이 표현해 주는 정보가 다른 꿀벌들에게 어느 정도나 정확하게 전달되느냐에 대해 의문을 표시하는 사람들도 나타나고 있다. 하지만 한 가지 분명한 사실은 꿀벌의 춤이 있는 곳의 방향과 거리를 나타내고 있다는 것이다.
  꿀벌의 8자 춤의 각도는 벌집과 먹이가 있는 곳에 대한 태양의 상대적인 위치에 의해 시시각각으로 변화한다. 해는 한 곳에 고정되어 있지 않고, 조금씩조금씩 서쪽으로 움직여 가기 때문이다. 그렇다면 해가 점점 서쪽으로 이동하면서 해와 꿀이 있는 장소 사이의 각도가 변하면, 춤추는 꿀벌은 틀린 정보를 전달하게 되는 것이 아닐까? 하지만 그렇지 않았다. 놀랍게도 춤을 추는 꿀벌은 시간에 따라 해가 서쪽으로 이동함에 따라 변하는 각도에 맞추어, 시시각각 각도를 수정하면서 벌집에 있는 다른 꿀벌들에게 정보를 전달했던 것이다.
  꿀벌은 때로는 한밤중까지도 춤을 춘다. 그런데 낮부터 밤까지 추는 춤이 나타내는 각도는 1시간에 약 15도씩 변화한다. 해가 지고 지구의 반대쪽에 있을 때조차, 꿀벌의 몸 속에 있는 생물 시계는 태양의 움직임에 따라 올바르게 맞추어진다는 것을 의미하는 것이다.
  이런 능력을 가진 생물 시계를 태양 나침반 시계라고 일컫고 있다. 이 태양 나침반 시계에 대한 연구는 철새를 대상으로 연구가 진행되면서 한걸음 더 진전하게 되었다. 철새를 대상으로 해서 훨씬 더 많은 사실이 알려졌던 것이다. 그러면 이제부터는 철새 이야기로 넘어가 보자.