우연의 산물인가?

나무에 구멍을 뚫는 송곳벌의 산란관

● 암컷 송곳벌은 소나무 안에 알을 낳는데, 과학자들은 이 벌이 알을 낳기 위해 사용하는 방법에서 영감을 얻어 더 안전하고 효과적인 외과용 탐침을 개발했습니다.

생각해 보십시오: 송곳벌은 산란관을 이용해 소나무에 구멍을 뚫습니다. 산란관은 바늘처럼 생긴 관으로, “밸브”라고도 불리는 서로 맞물려 작동하는 두 개의 축을 가지고 있는데, 각각의 축에는 톱니가 진행 방향과 반대로 가지런히 나 있습니다. 첫 번째 축에 있는 톱니가 나무에 박혀 이 축이 저항을 받는 동안, 두 번째 축이 밀고 들어갑니다. 이번에는 두 번째 축의 톱니가 나무에 박혀 저항을 받는 동안, 첫 번째 축이 밀고 들어갑니다. 두 개의 축이 교대로 움직이면서 한쪽이 저항을 받으면 다른 한쪽이 밀고 들어가는 식의 고속 진동 운동을 통해서 산란관은 최소한의 힘으로 나무 껍질 밑의 겉재목을 약 20밀리미터까지 뚫을 수 있습니다. 그러면서도 산란관은 휘거나 부러지지 않습니다.

과학자들은 암컷 송곳벌의 산란관에서 영감을 얻어 비슷한 원리로 작동하는 신경외과용 탐침의 시제품을 만들었습니다. 실리콘으로 만든 이 탐침의 바늘은 교대로 빠르게 움직이는 두 개의 축으로 구성되어 있고 각각의 축에는 아주 미세한 톱니가 나 있어서, 상처를 최소화하면서 뇌의 깊숙한 부분까지 파고 들어갈 수 있습니다. 그리고 그 장치는 또 다른 특징도 갖게 될 것입니다. “예를 들면, 그 장치는 유연성이 없는 기존의 외과용 탐침과는 달리, 뇌 수술을 할 때 매우 위험한 부위는 우회하면서 가장 안전한 경로를 따라 움직일 수 있을 만큼 충분히 유연성을 갖추게 될 것”이라고 「뉴사이언티스트」지는 설명합니다. 또한 그런 탐침을 사용하면, 수술 시에 접근하기 어려운 부위까지 다다르는 데 필요한 절개 횟수가 줄어 들 것입니다.

어떻게 생각하십니까? 암컷 송곳벌의 산란관은 우연의 산물입니까? 아니면 설계된 것입니까?

[25면 도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

한쪽 축이 아래로 밀면서 나무를 자르고 들어갈 때, 다른 쪽 축이 위로 잡아당기면서 톱니로 인한 저항이 생긴다

나무

교대로 작용하는 힘

[25면 사진 자료 제공]

송곳벌: David R. Lance, USDA APHIS PPQ, Bugwood.org; 산란관 단면: J. F. V. Vincent and M. J. King, (1996). The mechanism of drilling by wood wasp ovipositors. Biomimetics, 3: 187-201