빛이 있으라

암컷 반딧불이의 매력 포인트는 엉덩이다. 수컷 역시 그렇다. 그 때문에 더운 여름밤 반딧불이는 마음에 드는 이성의 엉덩이에서 깜박이는 불빛을 따라가는 것이다. 그 외에는 낭만만이 있을 뿐이다. 그러나 낭만적이지 못한 질문을 해 보자. 반딧불이의 엉덩이는 무엇 때문에 빛나는가? 그것은 계절과 시각에 맞춰 일어나는 화학 작용이다. 미국의 반딧불이들도 빛을 내며 춤을 춘다. 다음번에 반딧불이의 불빛을 보거든, 이번 기사에서 밝힌 이들의 생체형광 짝짓기 게임의 원리를 떠올려 보자.





반딧불이의 발광원리

Ste p 1: 반딧불이의 짝짓기 철은 초여름의 2주간이다. 암컷들은 밤이 되면 숲과 잔디밭에 앉아, 수컷들이 날아오기를 기다린다.

Ste p 2: 수컷이 비행할 때 산소가 뱃속 기관을 통해 엉덩이에 들어간다(A). 외골격 표면을 통해 발광포(발광세포)로 산소가 전달되는 것이다.

Ste p 3: 발광포 내에서 발광소 효소가 빛을 만들어내는 발광소 분자와 합쳐진다(B). 그리고 산소 및 에너지 저장 ATP에 의해 촉매 반응이 일어난다. 그 결과물은 산소발광소이다. 원자의 에너지가 초과되어 빛으로 방출되는 화합물인 것이다. 이 빛은 반딧불이의 아랫배의 투명한 부분을 통해 밖으로 나온다.

Ste p 4: 수컷 반딧불이의 엉덩이는 이 과정을 5.5초 간격으로 반복한다. 암컷은 눈에 든 수컷의 엉덩이가 빛날 때마다 2 초의 시간차이를 두고 발광한다. 암컷도 화학적 원리는 수컷과 똑같다. 발광신호를 통한 눈 맞춤과 윙크인 것이다.



Ste p 5: 수컷은 암컷의 빛을 따라 날아가 짝짓기를 한다. 며칠 후면 암컷은 땅 위에 수정란을 낳는다. 부화에는 2~4주가 걸린다. 이 모든 것이 마법 같은 발광 작용 덕택이다.


■ 동물의 세계에는 반딧불이 말고도 자체 발광하는 종들이 많다.





가우시아 프린셉스 ▶ 이 작은 갑각류는 적을 만나면 생체형광 액체를 뿜어 적을 혼란 시키고 달아난다.





아귀 ▶ 머리의 호롱에는 생체형광 박테리아들이 살면서 빛을 보고 몰려든 작은 물고기들을 잡아 먹는다.





갈리테우티스 글라시알리스 ▶ 이 오징어는 눈 밑에 있는 형광 부위로 자신의 그림자를 없애, 포식자들의 추적을 피한다.



서울경제 파퓰러사이언스 편집부 / by Nicole Wetsman, illustrations by Pete Sucheski and John Kuehn