해마의 꼬리는 왜 정사각형 모양일까?

정사각형 형태의 꼬리가 파지 능력과 방호기관이 모두 필요할 때 더 유리하다는 것을 발견했다.

해마의 꼬리는 왜 정사각형 모양일까? 다국적 연구팀이 이에 대한 답을 통해 더 나은 로봇 및 의학 장치를 만드는데 접목할 예정이다. 즉, 체절(Segment)이 중첩된 형태를 가지는 정사각형 모양의 꼬리는 원통형의 꼬리보다 더 나은 방호기관이 되도록 하며, 쥐거나 잡는 동작을 더 잘하게 만든다.
이 연구의 책임 연구자이며, 미국 클렘슨 대(Clemson University) 기계공학과 조교수인 마이클 포터(Michael Porter)는 “동물 꼬리의 대부분은 원형 또는 타원형의 단면을 가지지만, 해마는 예외이다. 왜 그럴까 궁금했다. 그에 연구팀은 정사각형 형태의 꼬리가 파지 능력과 방호기관이 모두 필요할 때 더 유리하다는 것을 발견했다”고  전했다.
더욱 놀랄만한 사실은 정사각형 판은 해마의 꼬리가 더 단단하고, 더 강하게 만들며, 동시에 변형에 대한 저항성을 더 높인다는 것이다. 연구자들은 정사각형 판이 파손될 때 단지 미끄러지는 방향인 하나의 자유도로 이동한다는 것을 발견했다. 반면에 두 개의 자유도를 가진 원형 판은 미끄러지면서 회전하는데, 결과적으로 정사각형 판은 영구적인 파손이 시작되기 전에 훨씬 더 많은 에너지를 흡수한다. 연구자들은 이러한 결론을 얻기 위해 해마의 꼬리에 대한 단순화 모델을 3차원 인쇄술로 제작한 후에 굽히고 비틀고 수축시키고 파손시키는 실험을 수행하는 것을 포함해 다양한 방법들을 사용했다. 또한, 연구자들은 자연에서는 존재하지만 중첩하는 원형 체절로 만들어진 꼬리 모델에 대해서도 3차원 인쇄술로 제작하고 유사한 실험을 수행했다.
사이언스에서 발표된 이 연구는 마이클 포터가 캘리포니아 대 샌디에이고 캠퍼스에서 벨기에의 겐트 대(Ghent University) 진화 생물학과 교수인 도미니크 아드리아엔스(Dominique Adriaens), 캘리포니아 대 샌디에이고 캠퍼스 재료학 및 공학과 교수인 조안나 맥키트릭(Joanna McKittrick) 및 마르크 메이어즈(Marc Meyers)와 협력해 시작한 것이다.