“꿀벌은 춤으로 말한다”
[20day] 카를 폰 프리슈 (1886–1982)
엉덩이를 흔들어 꽃밭의 위치를 알리는 천재적인 의사소통
[Today's Scientist] 오스트리아의 동물행동학자 카를 폰 프리슈는 40년 동안 꿀벌만 쳐다본 ‘꿀벌 바보’였습니다. 그는 정찰벌이 꿀을 찾고 돌아와서 추는 독특한 춤이 사실은 동료들에게 꽃밭의 방향과 거리를 알려주는 ‘지도(Map)’라는 사실을 해독했습니다. 이 놀라운 발견으로 그는 1973년 콘라트 로렌츠(19일차)와 함께 노벨 생리의학상을 받았습니다.
[교과과정 연계]
중학교 1학년 [생물의 다양성] 동물의 의사소통 방법
고등학교 생명과학 [동물의 행동] 사회적 행동과 통신(춤 언어)
1. 꿀벌의 비밀 식사 초대
꿀벌 한 마리가 꿀이 가득한 꽃밭을 발견하면, 잠시 후 벌통에 있던 수많은 벌 떼가 정확하게 그곳으로 날아옵니다. "도대체 어떻게 알고 오는 걸까?" 처음에 사람들은 냄새 때문이라고 생각했습니다. 하지만 프리슈는 벌통 안을 관찰할 수 있는 유리벽을 설치하고, 정찰하고 돌아온 벌을 지켜보았습니다. 벌은 들어오자마자 동료들 앞에서 빙글빙글 돌며 이상한 춤을 추고 있었습니다.
2. 8자 춤(Waggle Dance)의 암호 해독
프리슈는 수천 번의 실험 끝에 이 춤의 규칙을 풀어냈습니다. 그것은 놀라운 수학적 암호였습니다.
춤의 모양: 꿀이 100m보다 멀리 있으면 ‘8자 모양’으로 춤을 춥니다.
방향: 8자의 가운데 허리 부분에서 엉덩이를 흔들며 달려가는 방향이 꽃밭의 방향입니다. (수직선에서 오른쪽으로 30도 틀었다면, 태양을 기준으로 오른쪽 30도 방향에 꽃이 있다는 뜻!)
거리: 엉덩이를 흔드는 속도가 느릴수록 멀다는 뜻입니다. (15초 동안 많이 흔들면 가깝고, 적게 흔들면 멀다.) 작은 곤충이 태양의 위치와 비행 거리를 계산해서 약도로 그려주는 셈입니다.
3. 꿀벌은 색맹이 아니다
당시 학계는 "곤충은 색을 구별 못 한다"고 믿었습니다. 프리슈는 이를 반박하기 위해 파란색 종이 위에 설탕물을 놓고, 회색 종이들 사이에 섞어 두었습니다. 벌들은 정확하게 파란색 종이만 찾아 날아왔습니다. 위치를 바꿔도 파란색만 쫓아갔죠. 그는 꿀벌이 빨간색은 못 보지만(검게 보임), 대신 인간이 못 보는 자외선(UV)을 볼 수 있다는 사실을 증명했습니다. 꽃들이 꿀이 있는 곳을 자외선 무늬로 화려하게 표시해 둔다는 것도 덕분에 알게 되었습니다.
[개념 심화 박스]
원형 춤 vs 8자 춤 : 꿀벌은 거리에 따라 다른 춤을 춥니다.
원형 춤(Round Dance): 꽃이 가까울 때(50~100m 이내) 춥니다. "근처에 있으니 냄새 맡고 찾아봐!"라며 단순히 빙글빙글 돕니다.
8자 춤(Waggle Dance): 꽃이 멀 때 춥니다. "저쪽으로 2km 날아가야 해!"라며 정확한 내비게이션 정보를 줍니다.
[시각 자료 '캡션']
[그림 1: 8자 춤의 원리] 벌집 위에서 벌이 춤추는 각도(A)가, 밖에서 태양과 꽃밭 사이의 각도(A)와 정확히 일치함을 보여주는 다이어그램.
[그림 2: 유리 벌통 관찰] 프리슈 박사가 유리로 된 관찰 벌통 앞에서 색깔 펜으로 벌들의 등에 번호를 표시하며 춤을 기록하는 모습.
[사이드 박스 (TMI 코너)]
색종이 조각: 프리슈는 수천 마리의 벌을 구별하기 위해 벌의 등과 배에 5가지 색깔의 페인트를 점으로 찍어 번호를 매겼습니다. 그의 실험실은 알록달록한 벌들로 가득했다고 합니다.
나치의 탄압: 그는 외가 쪽에 유대인 혈통이 있다는 이유로 나치 정권 하에서 대학에서 쫓겨날 뻔했습니다. 다행히 꿀벌 연구가 식량 증산(농업)에 중요하다는 이유로 간신히 연구를 계속할 수 있었습니다.