철퍼덕 꿀꺽, 지저분하지만 정교한 개 물먹는 비결

조홍섭 2015. 12. 15
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혀 뒤로 젖혀 물에 넣은 뒤 빠른 속도로 빼낼 때 생긴 물기둥을 덥썩 물어

개와 고양이는 물기둥 만드는 것 같아, 고양이는 물표면 미는 동작 차이

 

dog3-1.jpg » 개가 물 마시는 모습을 옆과 밑에서 본 모습. 혀를 뒤로 구부리고 있다. 사진=Gart etl al., <PNAS>  
 
고양이와 달리 개가 물을 마시는 모습은 어딘가 서투르고 성급해 보인다. 사방에 물을 흩트리며 소리를 요란하게 내는 행동이 효율적인지도 의심스럽다.
 
개는 다른 많은 포유동물처럼 무는 능력을 키우느라 뺨이 발달하지 않았다. 사람이나 말처럼 입술을 오므려 물을 빨아먹을 수가 없다.
 
그런데 크기와 품종이 다른 개 19마리가 물을 마시는 모습을 고속촬영과 모델 실험을 이용해 연구한 결과 예상치 못한 결과가 나왔다. 개들은 유체역학 원리를 교묘하게 이용해 불리한 구강구조에도 매우 효율적으로 물을 마시고 있었다.
 
이 연구는 미국 버지니아공대의 한국인 연구자 정승환 교수 등 연구진이 한 것으로, 과학저널 <미국학술원회보(PNAS)> 15일치에 실렸다.
 
dog2.jpg » 개가 물속에 혀를 넣은 뒤 뒤로 젖쳐 빼내면서 물기둥을 만드는 일련의 과정을 찍은 고속촬영 사진=Gart et. al., <PNAS>

 

이미 애견가들은 잘 알고 있겠지만 개는 물을 마실 때 혀를 국자처럼 쓰지 않는다. 물속에 넣을 때 혀는 코 쪽이 아니라 아래턱 쪽으로 굽힌다. 혀는 뒤집어 놓은 국자 모양이다.
 
연구자들은 이런 모양의 혀가 물에 일으키는 유체역학적 효과에 주목했다. 물속에 들어간 굽은 혀는 매우 큰 가속도(1~4g)와 초속 0.7~1.8m의 고속으로 물 밖으로 빠져나가는데, 이때 물기둥이 공중에 형성된다.


 

개는 재빨리 이 물 덩어리를 낚아채 마시고는 다시 편 혀를 물속에 집어넣고 굽힌 뒤 강하게 빼내는 동작을 반복한다. ‘철퍼덕, 꿀꺽’하는 소리는 이 과정에서 난다. 연구자들은 이 동작을 흉내 낸 모형으로 물기둥이 형성되는 것을 확인했다.
 
그런데 입의 구조가 비슷한 개와 고양이는 왜 물 마시는 모습이 그리 다를까. 연구자들이 측정한 결과 고양이도 혀를 물 밖으로 빼내는 가속도는 개와 비슷했다.

 

White_cat_drinking_from_a_gold_fish_pond.jpg » 고양이가 물을 마시는 모습. 털에 물이 묻지 않게 조심스럽게 물가둥을 만든다. 사진=위키미디어 코먼스
 
고양이는 개와 달리 물속으로 혀를 집어넣는 것이 아니라 혀를 뒤로 구부려 물 표면을 미끄러지듯 밀어올린다. 그러면 물은 혀의 움직임에 따른 관성력을 받아 작은 기둥을 만들면서 위로 솟아오르다 중력과 비기는 순간 무너져내린다. 고양이는 바로 이 순간 입으로 공중에 뜬 물을 받아 먹는다(■ 관련기사: 고양이는 개보다 뛰어난 물리학 박사).
 
고양이의 물 마시기 연구는 2010년 미국 매사추세츠 공대 연구팀이 과학저널 <사이언스>에 발표해 화제를 불렀다. 당시에는 개의 물 마시기는 연구되지 않았고, 그저 고양이가 훨씬 세련된 동작으로 물을 마시는 것으로 추정했다.
 
그러나 이번 연구 결과 비록 겉모습은 지저분해도 개도 고양이처럼 유체의 성질을 잘 활용해 물기둥을 만든 뒤 이를 받아먹는 것은 동일하다는 사실이 드러났다. 정 교수는 “고양이가 정상상태(steady)의 관성력을 이용한다면 개는 비정상상태(unsteady)의 관성력을 이용한다는 차이가 있다.”라고 이 대학 보도자료에서 말했다.
 
그렇다면 개는 왜 뒤집힌 국자 형태로 혀를 구부려 물이 입 양쪽으로 질질 새는 허술한 행동을 하는 걸까. 이 연구에서 해답을 찾지는 못했지만 연구자들은 논문에서 입에서 흘러내린 물이 물기둥이 유지되는 시간을 늘리거나 물기둥의 부피를 크게 하는 데 기여할지 모른다는 가설을 제시했다.
 
기사가 인용한 논문 정보:
 
Sean Gart, John J. Socha, Pavlos P. Vlachos, and Sunghwan Jung, Dogs lap using acceleration-driven open pumping, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1514842112

 

바로잡습니다: 이 연구의 교신저자인 정승환 버지니아공대 교수의 이름을 애초 `정성환'으로 잘못 표기해 바로잡았습니다(2015.12.16 10:30).
 

조홍섭 환경전문기자 ecothink@hani.co.kr

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조홍섭 기자
20년 넘게 환경문제를 다뤄온 우리나라의 대표적인 환경전문기자를 역임했으며 웹진 물바람숲의 운영자입니다. 인간과 자연의 공존, 과학기술과 사회 문제 등에 관심이 많습니다. 네이버에 <한반도 자연사>를 연재했고 교육방송(EBS)의 <하나뿐인 지구>를 진행하기도 했습니다.
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