북극곰 ‘발바닥 젤리’…미끄럼 방지 양말 같은 존재였어

[애니멀피플]
거구에도 얼음 안 빠지게 30㎝ ‘왕발’이 몸무게 분산
다른 곰보다 1.5배 긴 돌기가 표면적 늘려 ‘꽈당’ 막아

눈밭 속에서 미끄러지지 않고 동시에 열 손실을 최소화하도록 진화한 북극곰의 발바닥 모습. 게티이미지뱅크

북극곰은 육상 포식자 가운데 가장 커 수컷은 몸무게가 650㎏에 이르는 거구이다. 이런 몸집으로 눈과 얼음에 빠지지 않고 사냥하거나 이동하기 위해 지름 30㎝에 이르는 눈 덧신처럼 생긴 큰 발을 지녔다.

그러나 몸무게를 분산시키는 큰 발만으로는 눈밭에서 미끄러지는 것을 막을 수 없다. 북극곰의 발바닥 살에는 독특한 미세 돌기가 나 있어 다른 곰보다 마찰력이 50%까지 커 미끄러짐을 방지한다는 연구결과가 나왔다.

나사니얼 온도르프 미국 애크런대 재료과학자 등은 과학저널 ‘왕립학회 인터페이스’ 최근호에 실린 논문에서 북극곰, 불곰, 미국흑곰, 말레이곰 등 곰 4종의 발바닥 미세구조를 비교한 결과를 밝혔다. 말레이곰을 뺀 나머지 3종의 곰은 발바닥 살에 작은 돌기가 나 있었는데 북극곰의 것은 훨씬 키가 컸다.

북극곰 발바닥 살에 난 미세한 돌기로 표면적을 늘려 미끄러지는 것을 막아준다. 나사니얼 온도르프 외 (2022) ‘왕립학회 인터페이스’ 제공.

북극곰 발바닥의 돌기는 불곰이나 흑곰보다 높이가 1.5배 높았다. 연구자들은 “이런 높이차 덕분에 북극곰 발바닥 돌기의 표면적은 1.3배 컸다”고 밝혔다.

마치 아이 양말 바닥에 미끄러지지 말라고 붙인 고무 돌기의 크기에 차이가 나는 셈이다. 또 겨울철 스노타이어도 바닥과의 접촉 면적을 늘려 표면적을 늘리는 재질과 함께 홈의 높이를 키운 타이어로 눈길에서 미끄러지는 것을 막는다.

연구자들은 “높은 돌기가 눈밭에서 마찰력 차이를 일으키는지 실험실에서 3차원 프린터로 만든 돌기로 실험해 30∼50%의 마찰력 증강 효과를 확인했다”고 밝혔다. 

북극곰의 몸에서 피부가 고스란히 드러난 부위는 코와 발바닥 살로 흰털 밑의 털과 마찬가지로 검은색이다. 그런데 북극곰의 발은 다른 곰보다 크지만 발바닥 살 부위는 현저히 작다. 피부를 통해 체열이 빠져나가는 걸 최소화하기 위해서다. 

북극곰의 발바닥. 검은 살 부위는 체온 손실을 막기 위해 다른 곰보다 작지만 체중을 분산하기 위해 전체적으로는 매우 크다. 게티이미지뱅크

이번 연구는 북극곰의 발바닥 살이 작아졌지만 피부 돌기의 크기를 키워 마찰력 감소를 보충하는 쪽으로 진화했음을 보였다. 연구자들은 논문에서 “발바닥 돌기가 있는 곰 3종에서 마찰력 크기는 비슷했다”며 “북극곰은 다른 곰에 비해 작은 발바닥 살로 인한 마찰 감소를 높은 돌기로 보상한 것으로 보인다”고 밝혔다.

인용 논문: Journal of the Royal Society Interface, DOI: 10.1098/rsif.2022.0466

조홍섭 기자 [e-mail]