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날개 (동물)
날개(翼, wing) 또는 나래는 새나 곤충 등의 몸 양쪽에 붙어서 날 수 있게 해주는 기관을 말한다.[1]
목차
개요
곤충의 날개는 외골격이 바뀌어서, 새나 박쥐의 날개는 앞다리가 변화하여 생겼다. 조류는 유선형의 날개를 공기 중에서 일정한 속도로 운동시켜 비행하는데 필요한 양력을 얻는다. 곤충류는 날개근육의 진동에 의하여 몸에 부력과 추진력을 준다. 날개의 홰침에 의한 비상을 최초로 한 생물은 고생대의 곤충이며, 이 능력의 획득이 곤충의 오늘날 번영의 하나의 요인이라 생각된다. 곤충은 홰침에 의한 비상 능력을 획득한 유일한 무척추동물이다. 중생대가 되면 척추동물에도 홰침 비상을 실시하는 날개의 소유자가 나타났다. 현재로서는 삼첩기 중순의 익룡이 그 전조였다고 생각된다. 쥬라기 무렵이 되면, 공룡의 계통의 일부로부터 새가 태어났다. 그렇다고는 해도, 깃털이 화석에 남기 어려운 일도 있어, 공룡에서 새계통의 진화 중에서 홰침 비상이 언제, 어떻게 시작되어, 날개의 진화가 어떠한 과정을 밟아 왔는지에 대해서는, 정확히 알 수 없다. 마지막에 등장한 홰침 비상을 실시하는 생물은 포유류의 박쥐이며, 신생대의 제3기였다고 생각된다. 새는 주로 공기의 흐름을 아래로 바꿈으로써 얻는 양력을 이용해서 비행한다. 인류가 만든 날것인 항공기도 거의 같은데, 인류가 비행을 시도하면서 가장 눈여겨 본 것이 새이기도 하다. 곤충은 새와는 비행하는 원리가 상당히 다르다. 곤충의 비행 원리는 일부러 날개로 공기저항을 윗 방향으로 만든다는 개념에 가까운데 날개 윗면의 압력을 낮춰서 양력을 만드는 개념이다. 사실 곤충의 날개는 워낙에 작고 움직임이 빨라서 연구가 제대로 진행된 역사는 길지 않다. 특히 이렇게 작은 물체 주변의 공기흐름은 현재까지 인류가 주로 연구해온 항공기나 새 주변의 흐름과는 특성이 많이 다르다.[2]
어형
'날개'는 '날다'의 어간을 어근으로 삼아 도구 접미사 '-개'가 붙은 단어이다. 문학적으로 날개를 '나래'라고 쓰는 경우도 있으며, 2011년 8월 31일부로 국립국어원에서 표준어로 인정했다. '나래' 역시 비슷하게 '날-' + '-개'인 것으로 보이나, ㄹ 뒤 ㄱ 약화 현상이 있던 시대에 생겨난 말이라 '날개>날애>나래'의 과정을 거쳤다. '날개'와 '나래'는 모두 순우리말인데, '나래'보다는 '날개'가 도구 접미사 '-개'가 명료하게 보여서 의미를 알기 쉽다.
한자어로는 조류의 날개를 익(翼), 곤충류의 날개는 시(翅)라 하여 구별한다.
특징
대체로 날개는 길고 앞뒤로 폭이 좁을수록 활공비행을 하기에 적합하다. 먼 거리를 날아야 하는 철새나 상승기류를 타고 장시간 체공해야 하는 알바트로스, 독수리 등은 대체로 날개가 긴 편이다. 이는 항공기의 경우도 마찬가지여서 장거리 비행을 해야 하는 여객기나 장시간 체공하는 글라이더도 매한가지다. 반면, 짧고 앞뒤로 폭이 넓은 날개는 비행효율 자체는 떨어지지만 날개 자체가 튼튼하므로 날개짓을 빠르게 할 수 있다. 실제로 빠른속도나 장거리 비행 대신 민첩함을 택한 벌이나 벌새 등은, 짧지만 튼튼한 날개로 엄청나게 빠르게 날개짓을 하면서 자유자재로 방향을 바꾸거나 공중에 정지한 채로 비행하기도 한다.
종류
생물학 등의 분야에서 특히 엄밀한 날개의 정의가 있는 것은 아니지만, 일반적인 용법으로 말하면, 날개를 가진 생물은 이하의 종류다.
익룡
멸종되었다. 비교적 옆에 긴, 막상의 날개였다고 생각된다.
조류
조류는 깃털을 휘감은 날개를 가진다. 날개깃은 새의 깃털로 덮인 부위 중 하나로, 날아갈 때 사용한다. 날개깃은 길고 뻣뻣하며 비대칭 모양이지만 새의 날개나 꼬리에 대칭적으로 쌍을 이루는 뾰족한 깃털이다. 날개깃의 주요 기능은 추력과 양력의 생성을 도와 비행을 가능하게 하는 것이다. 일부 새의 날개깃은 일반적으로 영토 표시, 구애 의식 또는 먹이 방법과 관련된 추가 기능을 수행한다. 어떤 종에서는 이 깃털이 시각적으로 구애를 과시하는 데 사용되는 길고 화려한 깃털로 발전했으며, 다른 종에서는 과시 비행 중에 소리를 낸다. 가장자리의 작은 톱니 모양은 올빼미가 조용히 날아가는 데 도움이 되며, 따라서 더 성공적으로 사냥할 수 있으며, 딱따구리의 매우 단단한 직근은 나무 줄기를 두드릴 때 버틸 수 있도록 도와준다. 날지 못하는 새들조차도 때때로 급격하게 변형된 형태이기는 하지만 여전히 날개깃을 가지고 있다.
날개깃의 털갈이는 새의 비행 능력을 손상시킬 수 있기 때문에 새에게 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 다양한 종은 이에 대처하기 위해 모든 날개깃을 한 번에 떨어뜨리는 것(따라서 상대적으로 짧은 기간 동안 날지 못하게 되는 것)부터 몇 년에 걸쳐 탈피를 연장하는 것까지 다양한 전략을 발전시켰다.
박쥐
박쥐는 길게 뻗은 손가락의 뼈와 피막에 의해 구성된 날개를 가진다. 박쥐는 앞다리가 날아다니기에 알맞은 가죽 날개로 변하였고, 손가락은 길게 늘어났으며, 엄지손가락은 짧으나 낚시 모양을 한 발톱이 있고, 연막은 없지만 다른 4개의 손가락에는 비막 혹은 연막이 있다. 뒷다리에도 5개의 발가락이 있는데 낚시 모양의 발톱이 있어 나뭇가지나 동굴 속 같은 곳에 매달릴 수가 있다.
박쥐는 짐승 중 유일하게 날 수 있는 동물이다. 특히 빠른 박쥐는 조류 중 제일 빠른 칼새에 도전할 정도라 한다. 보통은 똑바로 날지만 때때로 급회전으로 방향전환을 잘한다. 먹이는 날아다니는 곤충을 먹는다. 또 박쥐는 눈을 보지 못하게 가려도 실내에서 약 30㎝ 간격으로 늘어뜨린 가는 철에도 부딪히지 않고 날아갈 수가 있다.
곤충
곤충의 시(翅)를 날개로서 취급하기도 한다. 곤충은 다리와 상관없이 가슴에서 별도의 날개가 돋아났다. 지구에서 최초로 하늘을 난 생명체도 곤충이다. 새보다도 약 1억 5000만 년이나 앞서 고생대 석탄기에 하늘을 날고 있었던 것이다. 곤충은 날개를 아래위로 파닥일 때 발생하는 날개 주변의 불규칙한 공기의 흐름을 이용해 난다. 강한 가슴 근육으로 빠르고 힘차게 날개짓을 할 수 있고, 날갯짓의 방향도 바꾸며 빠른 비행과 자유로운 선회 비행, 정지 비행도 가능하다. 날수 있다는 능력은 대단한 장점이다. 먹이를 찾아 날아갈 수 있고, 적이 공격할 때 날아서 도망칠 수 있다. 또 종족을 번식시키기 위해 적극적으로 짝을 찾아 나설 수도 있어 생존과 번영에 중요한 역할을 하는 것이다.
곤충의 날개는 종에 따라 모양이 다르다. 날개의 모양만으로 무리를 구분 짓는 경우도 있는데 파리와 메뚜기가 그 예이다. 파리는 뒷날개가 퇴화되어 작고 딱딱한 평균곤으로 남아 있다. 메뚜기와 사마귀 무리는 가죽처럼 굳어진 앞날개가 뒷날개를 덮어 보호한다. 짧고 딱딱한 앞날개 속에 부드러운 뒷날개를 접어 넣는다. 뒷날개를 보호하는 앞날개의 기능이 잘 발달된 것은 바퀴와 딱정벌레 무리다. 앞날개는 나는데 아무런 기능을 하지 못한다. 노린재는 앞날개의 반만 딱딱하게 변한 무리다. 나비와 나방, 개미, 벌 등은 종에 따라 모양이 다른데, 앞날개와 뒷날개를 고리로 연결해 한 장의 날개처럼 사용하는 것이 특징이다.
곤충의 흉부에 2쌍이 붙어 있는데, 보통 중흉부(中胸部)에 있는 1쌍을 앞날개, 후흉부(後胸部)에 있는 1쌍을 뒷날개라 한다. 이것은 흉부 등쪽의 측판이 신장하여 변형된 것으로, 큐티클 상피로 덮여 있고 속에는 체액이 순환하고 있다. 날개는 기부에서 선단을 향하여 날개맥이라 부르는 융기에 의해 떠받쳐져 있다. 날개가 붙어 있는 곳은 복잡한 관절로 되어 몸과 연결되어 있다. 날개근육의 진동에 의하여 몸에 부력과 추진력을 주고 있다. 곤충의 날개 모양은 얇은 막상(膜狀)의 것(잠자리, 매미 등), 혁질화(革質化)하여 보호용으로 변형된 것(장수풍뎅이 등), 비늘가루를 가진 것(나비, 나방 등), 일부가 발음기로 된 것(귀뚜라미 등) 등 여러 가지가 있다. 뒷날개가 퇴화하여 곤봉 모양으로 된 것(모기, 파리 등), 날개가 퇴화하여 없는 것(이, 벼룩 등)도 있다.
조류 날개의 구조
조류의 앞다리로, 공중을 날기에 적합한 구조를 갖는 기관. 날개의 뒷 가장자리에 늘어선 대형 깃털을 날개깃 또는 날깃이라고 한다. 그것을 덮고 또한 순차적으로 후방의 것을 덮어 앞 가장자리에 이르는 큰깃을 모두 우복우 또는 덮깃이라고 한다. 날개깃 중에서 손에 상당하는 부분에서 생기는 가장 바깥쪽에 있는 날개깃을 첫째 줄날개깃, 주익 날개깃 또는 첫째 날개깃 또는 손날개라 하며 보통 10장이다.
그 안쪽, 즉 팔에 상당하는 부분에서의 것을 둘째 줄날개깃 또는 둘째 날개깃, 부익 날개깃 또는 팔날개라고 하며 보통 6~30장 있다. 그중 몸 쪽에 가까운 몇 장의 깃털의 것을 셋째 날개깃이라고 불러 구별하는 경우도 있다. 또 제2지골에 부착하는 강직한 작은 날개깃을 작은 날개(소익)라고 한다. 또한 날개의 기부 등쪽에서 날개를 덮는 1군의 깃털을 어깨깃(scapular)이라고 한다.[3]
날 수 있는 동물
조류는 모두 날개를 가지고 있고 타조나 펭귄 정도를 제외하면 대개는 날 수 있다.
박쥐는 포유류 중 유일하게 앞다리를 퍼덕여 날 수 있는 동물이다. 우리가 알고 있는 드래곤과 와이번의 날개는 전부 이 녀석에게서 나왔다고 봐도 과언이 아니다. 피부막이 발가락 사이 사이를 넓게 채우고 있는 모습이다.
공룡들 중 일부 깃털 공룡에게는 뒷다리가 일종의 날개화가 되어 마치 복엽기처럼 방향 조종을 하거나 더 안정적인 활공이 가능했다. 이런 다리를 가지고 있는 공룡 중에는 미크로랍토르와 창위랍토르 등이 있다. 현생 조류들 중에도 이들과 비슷하게 보조 날개의 개념을 가진 것들이 있기도 하다. 공룡들 중 박쥐처럼 발가락 사이의 막을 발달시켜 활공했을 것으로 보는 종도 있는데, 이라는 공룡이다. 이 녀석은 특이하게도 발목 뼈 중 하나가 툭 튀어나와 길다란 모습을 보이고 있다. 여기에까지 피부막이 뻗어있었을 것으로 보고 있다. 심지어 깃털까지 발견되어, 피부막 위에 깃털이 덮었을 가능성도 있다. 또한 멸종한 동물인 익룡은 매우 크고 강하게 발달한 새끼손가락에 피막이 붙은 날개로 날 수 있었으며, 현대의 조류만큼이나 번성했다.
무척추동물 중에서는 곤충류가 유일하게 날개를 지니고 있다.
하늘을 날기 때문에 지상 동물들에 비해서 넓은 시야가 확보되고, 높이 올라가면 장애물의 제한을 별로 받지않으며, 보다 빠른 스피드를 누릴 수 있는것이 큰 장점이다. 하지만 동물로써 하늘을 날기 위해서는 그만큼 몸무게가 상대적으로 가벼워야 되기 때문에 뼈의 골 밀도도 낮아지고, 몸 크기가 커지기에 한계가 있는것이 단점이다. 아무리 날아다닐 수 있는 가장 큰 조류급에 속하는 대머리수리도 지상에 중대형급 동물들에 비하면 체급은 많이 작으며 어지간한 크기의 성체 사슴이나 영양도 직접 사냥해서 잡아먹기는 어렵다.
생물학적 발달
척추동물
척추동물의 앞다리가 변하여 날개가 되었다. 처음에 날개는 체온을 조절하는 쪽으로 자연선택된 것이었으며, 오늘날의 새들도 여전히 날개를 체온 조절용으로 잘 써먹고 있다. 이러한 방식의 진화를 "exaptation"이라고도 부른다.
지구상에 존재하는 척추동물 중에 팔이자 날개인 부위를 달고 있는 동물은 있지만 천사나 드래곤처럼 완전히 분리된 팔과 날개를 동시에 가진 동물은 없다. 날개는 앞다리의 뼈가 비행에 적합하게 변형된 것이기 때문이다. 천사나 드래곤처럼 되어있으려면 신체의 부속지가 6개여야 하는데, 지구상에 부속지가 6개인 척추동물은 존재하지 않는다. 마찬가지로, 다리라는 신체 부속지가 발달하기 이전의 형태를 그대로 유지하며 진화해 온 어류를 제외한 척추동물 중 다리가 4개 미만인 경우도 없다. 다리가 퇴화해서 없는 고래 같은 경우도 뒷다리의 흔적이 남아 있고 뱀도 마찬가지로 앞/뒷다리의 흔적이 있다. 이는 지구상의 동물들이 공통 조상으로부터 진화했다는 증거가 된다.
사람의 어깨 쪽 등 부위에 튀어나와 있는, 팔을 좀 돌려주면 확 두드러지는 그 부분을 날개뼈라고 부르는데 당연히 이 날개와는 관련없고 정식 명칭도 견갑골, 즉 단순히 어깨뼈이다.
날치는 물고기인데 날개가 있다. “그냥 좀 큰 지느러미 아닌가?”하는 의구심은 실제 날치의 비행을 보면 사그러든다. 날치의 날개는 상당히 크며 한번 점프해 수십 미터를 날 수 있다. 날치가 폐호흡을 했다면 그보다 더 날 수 있었을 것이다.
무척추동물
멸종한 곤충의 수생 애벌레의 아가미에서 발달했을 것이라는 설과 좀 비슷한 원시 곤충이 가슴 구조의 가장자리 부위가 길어지고 넓어지면서 날개가 되었다는 설이 있다.
고생대에는 날개가 3쌍인 곤충들이 석탄기 하늘을 활강했으나, 현재는 툴킷 유전자들의 발현으로 인해, 가운데 가슴과 뒷가슴의 날개를 제외하고는 전부 억제된 상태로 있다. 파리목 곤충들은 뒷날개가 퇴화되어 한쌍 만으로 날아다닌다. 딱정벌레들도 앞날개가 딱딱한 초시(鞘翅)로 되어 있기 때문에 사실상 뒷날개 한 쌍으로 비행한다. 나비목 곤충과 벌목 곤충들은 앞날개와 뒷날개를 연결해주는 고리나 가시가 달려있어 마치 한 날개처럼 퍼덕여 날 수 있도록 한다.[4]
동영상
각주
참고자료
- 〈날개〉, 《위키백과》
- 〈날개〉, 《나무위키》
- 〈날개(두산백과)〉, 《네이버 지식백과》
- 〈날개(생명과학대사전)〉, 《네이버 지식백과》
같이 보기
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