곤충이 사람몸집만큼 될려면 어떤환경이 되어야하나요?
공룡이 살던 시대에서는 엄청큰 벌레도 많았다는데..
영화나 만화에서 나오는 초거대 곤충들은 어떤 환경이 되어야 만들어질수 있는건가요??
안녕하세요.
네, 질문해주신 것처럼 곤충이 사람 몸집만큼 커지려면, 현재 지구 환경과는 꽤 다른 조건이 필요한데요, 우선 곤충은 포유류처럼 폐가 없고, 기관(trachea)이라는 미세한 튜브를 통해 몸속으로 직접 공기를 들이마시는데, 이 방식은 확산(diffusion)에 의존하기 때문에, 산소가 몸속 깊이 도달하는 데 한계가 있습니다. 즉 몸이 커질수록 산소가 말단까지 도달하기 어려워, 대형화가 제한되며 또 곤충의 외골격(키틴질)은 몸이 커질수록 무게를 감당하기 위해 훨씬 두꺼워져야 하는데, 이러면 움직임이 둔해집니다. 과거 고생대 석탄기(약 3억 년 전)에는 날개폭 70cm의 잠자리(Meganeura) 같은 거대 곤충이 있었는데요, 대기 산소 농도가 현재(약 21%)보다 훨씬 높음 → 약 35%까지 상승했으며 → 확산만으로도 큰 몸의 구석구석까지 충분한 산소 공급 가능했습니다. 또한 포식성 척추동물이 아직 육지에 적은 상태였기 때문에 곤충이 생태계 최상위 포식자 중 하나였고, 기후가 온난하고 습해 외골격 탈피에 유리했습니다. 영화 속 초거대 곤충이 현실이 되려면 대기 산소 농도가 최소 30% 이상, 이상적으로 35% 가까이 증가해야 하는데요, 이렇게 되면 기관호흡으로도 큰 몸에 산소 공급 가능합니다. 또한 기후적인 측면에서 온난·습윤한 환경이 조성되어야 외골격 탈피 시 건조로 인한 손상 방지할 수 있습니다. 즉 지구 대기 산소 농도가 석탄기 수준으로 올라가면 곤충이 더 커질 수는 있지만, 사람만 한 곤충은 여전히 비현실적인데요 그 이유는 몸이 커질수록 외골격 무게가 폭발적으로 늘어나고, 탈피 시 사망 위험이 크게 증가하기 때문입니다. 감사합니다.
1명 평가몇 가지 환경적 요인이 충족되어야만 가능합니다.
먼저 가장 중요한 요인 중 하나는 현재보다 훨씬 높은 산소 농도입니다.
곤충은 사람처럼 폐를 통해 호흡하는 것이 아니라, 몸에 있는 작은 구멍과 연결된 기관을 통해 산소를 직접 흡수합니다. 이 방식은 효율성이 낮아 몸집이 커지면 몸 속 깊숙한 곳까지 산소를 전달하기 어렵습니다.
두번째는 포식자가 적거나 없는 환경입니다.
공룡 시대 초반에는 거대한 포식자가 많지 않았고, 이로 인해 곤충이 안전하게 몸집을 키울 수 있는 기회가 있었습니다. 하지만, 현재는 곤충을 잡아먹는 다양한 조류나 포유류, 파충류 등이 존재합니다. 이들은 곤충이 커지기 전에 잡아먹기 때문에 충분히 커질 수 있는 기회를 얻기 힘들죠.
세번째는 따뜻하고 습한 기후입니다.
곤충은 외부 온도에 따라 체온이 변하는 변온동물입니다. 그래서 따뜻한 환경에서는 신진대사가 활발해지며 더 빠르게 성장하고, 더 큰 몸집을 가질 수 있습니다.
마지막은 중력을 견딜 수 있는 외골격 구조입니다.
곤충이 사람만큼 커진다면, 중력의 영향을 무시할 수 없습니다. 곤충의 외골격은 몸집이 커질수록 늘어나는 중력을 견디기 위해 더 튼튼해져야 하죠. 즉, 현재의 외골격 구조로는 커지는 자신의 무게를 지탱하기 어렵기 때문에 더 강한 외골격이 필요한 것입니다.
1명 평가곤충이 사람 몸집만큼 커지기 위해서는 대기 중의 산소 농도가 현재보다 훨씬 높아야 합니다. 곤충은 사람처럼 혈액을 통해 산소를 운반하는 폐쇄 순환계가 아닌, 기문을 통해 산소를 직접 확산시키는 개방 순환계를 가지고 있어 몸집이 커질수록 산소 공급에 한계가 생기기 때문입니다. 또한, 외골격의 무게와 탈피 과정의 위험성도 성장을 제한하는 요인으로 작용합니다.