“개미 ‘수학’ 이용해 가장 빠른 길 찾아”

개미는 먹이를 찾아다닐 때 `가장 짧은 길’이 아니라 `가장 빠른 길’을 찾는 것으로 밝혀졌다고 라이브사이언스 닷컴이  보도했다.

독일 레겐스부르크대학 과학자들은 불개미(Wasmannia auropunctata)들을 대상으로 한 실험 결과 이들이 먹이를 향해 길을 갈 때 거친 재질로 덮여 진행 속도가 느린 쪽보다는 우회하더라도 진행속도가 빠른 매끄러운 재질 쪽을 택한다는 사실을 발견했다고 공공과학도서관 학회지 PLoS onE에 발표했다.

광학 이론인 `페르마의 최단시간 법칙’에 따르면 빛은 가장 짧은 경로가 아니라 시간이 가장 덜 걸리는, 즉 굴절률이 가장 작은 경로를 따라 진행한다. 해변의 인명 구조원이 물에 빠진 사람을 구할 때 일단 모래밭에서 뛰어 헤엄쳐야 할 거리를 줄인 뒤에 물에 뛰어드는 것과 마찬가지 이치이다.

연구진은 각각 수천마리의 일개미와 몇 마리의 여왕개미로 이루어진 개미 집단들을 채집해 사방이 둘러쳐진 시험장의 한 구석에 몰아 두고 맞은편에 먹잇감으로 바퀴벌레들을 배치했다.

개미들이 먹이 쪽으로 가기 위해서는 매끈한 펠트 천과 거친 펠트 천, 또는 유리로 덮인 표면을 지나가야만 했다. 시험장 바닥은 유리-거친 천, 유리-매끈한 천, 매끈한 천-거친 천이 두 가지씩 조합된 재질로 덮였다.

실험 결과 개미들은 천보다는 유리에서, 거친 천보다는 매끈한 천에서 더 빨리 이동하는 것으로 나타났다.

그런데 먹이를 찾아가는 길에서 개미들은 직선거리를 택하지 않고 가장 빠른 시간에 갈 수 있는 표면 재질을 택해 돌아가는 것으로 나타났다.

이는 페르마의 최단시간 법칙이 살아있는 동물에도 적용된다는 사실을 보여주는 것이라고 연구진은 지적했다.

개미들은 길을 찾는데 동료가 분비한 페로몬의 흔적을 따라간다. 연구진은 개미들의 페로몬 궤적이 처음엔 무작위적일지 몰라도 시간이 지나면서 최상의 경로로 수렴된다고 생각한다. 이 과정은 모든 가능한 경로들이 조금씩 짧아져 가장 빠른 경로로 수렴되는 자기조직화와 진화를 보여준다는 것이다.

연구진은 “우리는 이런 일반적인 규칙이 순전히 소통(페로몬)과 사회적 협력에 의존하는 역동적 시스템에도 적용된다는 사실을 발견했다”고 강조했다.

그러나 개미들은 짧은 거리에서는 가장 빠른 길을 택하는데 그다지 효율적이지 않은 것으로 나타났다. 학자들은 이것이 단위 면적당 페로몬이 더 많기 때문인 것으로 추측하고 있다.

 ScienceTimes