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카멜레온이나 도룡뇽은 눈 깜짝할 사이에 혀를 내밀어 곤충을 낚아채 사냥한다. 혀가 나가는 속도는 초속 5m에 달한다. 과학자들이 혀가 이토록 빨리 발사되는 원리를 밝혀 의료기기부터 재난 구조 장치, 우주 탐사 장비까지 개발할 길을 열었다.
미국 사우스플로리다대(USF) 연구진은 “도룡뇽과 카멜레온의 탄도형 혀 발사 시스템을 통해 혈관 속 혈전을 제거하기 위한 의료기기로 응용할 수 있는 가능성을 확인했다”고 9일 발표했다. 이번 연구 결과는 이날 ‘국제 한화생명 전세자금대출 학술지 커런트 바이올로지(Current Biology)‘의 표지 논문으로 게재됐다.
카멜레온은 폐로 호흡해 육지에 사는 파충류이고, 양서류인 도룡뇽은 폐뿐 아니라 피부로도 숨을 쉬어 물과 육지를 오가며 산다. 연구진이 10년 넘게 수집한 영상 분석 결과, 도룡뇽과 카멜레온은 종류가 다르지만 모두 혀를 초당 최대 16피트(약 4.9m) 속 대출조회 도로 내밀었다. 사람 눈으로 보기에도 순식간에 움직이는 속도다.
혀가 이렇게 빠르게 발사되는 비결은 근육과 뼈가 따로 작동하도록 만든 구조 덕분이다. 근육이 혀를 직접 당기지 않고 뼈 구조를 눌러 힘을 전달하는 덕분에, 작은 동물부터 큰 동물까지 다양한 몸 크기에서도 안정적으로 혀를 발사할 수 있다. 척추동물 근육이 가진 힘-속도 한계를 기숙사 고등학교 뛰어넘는 효율적인 에너지 전달도 가능하다.



카멜레온이 혀를 이용해 먹이를 잡아 먹는 모습. 카멜레온·도마뱀의 혀는 특수 근육에만 매달린 채 탄성 반동으로 발사된다. 덕분에 나무 위 등 다양한 환경과 낮은 온도에서도 사냥이 가능하다./미국 사우스플로리다대(USF)
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특이한 점은 두 동물이 서로 다른 환경에서 살지만, 비슷한 방식으로 혀를 발사한다는 사실이다. 카멜레온은 따뜻한 나무 위에서 사는 반면, 도마뱀은 강이나 연못, 낙엽층, 동굴 등 습한 곳에서 산다. 그러나 두 동물은 혀를 극한 속도로 내미는 동일한 원리를 진화시켰다.
연구진은 이를 ‘수렴진화 재형저축 고정금리 (收斂進化)’의 사례로 설명했다. 수렴진화는 고래와 물고기, 박쥐와 새처럼 서로 다른 종이 비슷한 환경에 적응하며 유사한 형태와 생활 방식을 가지게 되는 현상을 말한다.
연구진은 도룡뇽과 카멜레온의 혀 발사 원리를 응용하면 혈전(피떡) 제거 의료기기를 만들 수 있다고 보고 있다. 혈전은 혈액이 응고해 생긴 덩어리로, 혈관을 막으면 심근경색, 뇌졸중, 폐색전증 등 위험한 질환을 유발할 수 있다. 연구진은 막힌 혈관 안으로 장치를 넣어 혈전을 직접 끌어내거나 녹여 혈류를 회복시키는 의료기기를 개발하는 데 혀 발사 원리가 기술적 단서가 될 수 있다고 평가했다.
연구를 이끈 유 젱(Yu Zeng) USF 연구원은 “특별한 재료가 아니라, 근육과 뼈의 모듈화된 구조 덕분에 이런 고속 발사 기능이 가능하다”며 “이 원리를 활용하면 유연한 재료와 단단한 재료를 결합해 빠르게 움직이는 장치를 개발할 수 있다”고 말했다.
연구진은 이미 혈전 제거 기기 같은 생의학적 응용 가능성에 대해 엔지니어들과 논의 중이라고 했다. 스티븐 데반(Stephen Deban) USF 생물학 교수는 “카멜레온과 도룡뇽의 혀 발사 원리를 모방하면 붕괴된 건물 내부나 우주에서 접근하기 어려운 물체를 회수하는 도구로도 확장할 수 있다”고 말했다.
연구진은 앞으로 혀가 빠르고 정밀하게 다시 들어가는 과정까지 분석해, 자연에서 배운 설계를 인간 기술로 응용하는 연구를 확장할 계획이다.
참고 자료
Current Biology(2025), DOI: www.doi.org/10.1016/j.cub.2025.07.085
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