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자연과학
달팽이의 신비한 기관 ‘치설’…“거미줄의 다섯배나 높은 강도 지녀”
2019-02-14 14:31:22
박유환

[리서치페이퍼=박유환 기자] ▲달팽이의 크기는 작지만 약 2000~15000개의 미세 치아를 갖고 있다(사진=ⓒ게티이미지)

달팽이의 치아에 관한 흥미로운 사실이 연구를 통해 밝혀져 학계의 이목이 집중되고 있다.

달팽이는 부드럽고 말랑한 몸체에 단단한 껍질로 덮여 있으며 수만개 이상의 치아가 치설이라는 기관에 달려 있다. 이러한 달팽이의 미세 치아는 머리카락 한 가닥보다도 작은 크기이기 때문에 사람에게는 무해하다. 

영국 포츠머스 대학 공과대학 연구에 따르면, 달팽이의 치아은 인공적으로 합성한 재료의 강도와 거의 동일한 저항성을 가지고 있다. 이 연구는 로얄 소사이어티 인터페이스에 게재됐다.

▲달팽이는 수천 개의 미세 치아가 있어서 잎을 먹을 수 있다(사진=ⓒ게티이미지)

치설

달팽이는 약 2,000~1만 5,000개의 미세한 치아를 가지고 있다. 이 치아에는 갑각류, 곤충 및 연체동물의 외골격을 형성하는 키틴질이 포함돼 있다. 이 성분은 달팽이의 등껍질에도 구성돼 있다. 달팽이의 작은 입에 수만개의 치아이 돋아날 수 있는 이유는 타 포유류와 다른 구조를 지니고 있기 때문이다.

치설은 달팽이의 혀 같은 역할을 하는 기관으로도 활용돼 미세 조류와 암석을 긁어내고 음식을 찾는데 사용된다. 방사 형태를 한 이 기관은 씹거나 공격하기 위한 용도가 아닌 오직 긁어내기 위한 용도로만 사용된다. 

연구진에 따르면 달팽이 치아의 저항 강도는 약 5GPa 정도이며 지각층 아래에서 탄소가 다이아몬드로 변환될 때 받는 압력과 동일하고 거미줄의 다섯배나 더 강하다.

예를 들어 바다달팽이는 티타늄, 케블라섬유와 거미줄의 인장 강도보다 더 강한 치아를 갖고 있는 셈이다. 바다달팽이는 바위 위의 조류를 긁어내어 수상 환경에서 먹이를 찾는다.

연구진은 달팽이에게서 ‘절대 물질 인장 강도’를 관찰하고 현재 기록된 천연 물질 중 가장 강력한 힘으로 분석했다. 거미줄이 가장 강한 생물성 재질로 인식된 기존의 연구를 뒤엎는 셈이다. 

이러한 치설의 강도는 사람이 제조한 가장 강한 섬유와도 비교될 수 있다. 달팽이의 미세한 치아를 감싸는 미세 섬유는 침철석이라고 불리며 치아에 강한 인장 강도를 부여하기도 한다.

▲달팽이의 치아는 벨크로라는 부착성 끈의 형태와 비슷하다(사진=ⓒ셔터스톡)

달팽이 치설, 모두 같을까?

정원 달팽이의 치설에는 선형으로 배열된 1만 4,000개의 치아가 있다. 치설 1개에는 약 100개의 미세 치아가 있는 선형 배열이 약 120개 있다. 

이 수천개의 치아는 달팽이가 잎, 곰팡이 및 토양을 먹을 수 있게 한다. 다른 달팽이 중에는 약 2만 개의 치아가 있는 경우도 있다.

작동원리 

달팽이 치아의 배열을 매우 가까이에서 관찰해보면 벨크로의 생김새와 비슷하다는 것을 알 수 있다. 벨크로는 쉽게 부착하고 뗄 수 있는 부착성 끈으로 가방에 흔히 사용된다. 

달팽이의 미세 치아는 안쪽방향으로 배열돼 있어 먹이에 달라붙어 음식을 먹기 쉽게 해 준다. 이러한 치아는 상어와 같이 주기적으로 새로운 치아가 뒤쪽에서 앞쪽으로 자라며 오래된 치아를 교체한다. 

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