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[KISTI의 과학향기] 현대 과학이 주목하는 반딧불이

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고사성어
 ‘형설지공’은 가난 때문에 불을 밝힐 기름이 없는 진(晉)나라 사람 차윤(車胤)이 반딧불이를 잡아 그 빛으로 책을 비춰 읽었다는 데서 유래했다. 당장의 여건이 좋지 않아도 의지가 굳은 사람에게는 방법이 있다는 뜻이다. 보통 사람들에게 이 고사성어는 환경을 탓하지 말라는 교훈적인 얘기일 뿐이다. 하지만 현대의 과학자들은 이 얘기에서 언뜻 허무맹랑해 보이는 ‘반딧불이를 모아 그 빛을 이용했다’는 내용에 흥미를 가진다.



반딧불이는오랫동안 여름날 아이들의 놀이 도구요, 낭만의 대상이며 시각적인 아름다움과 함께 교훈을 주는 존재였다. 수많은 시와 소설, 노래가 반딧불을 통해 자연의 아름다움과 서정을 노래했다.개똥벌레라고도 불리는 반딧불이는 자기 몸에서 스스로 빛을 내는 곤충이다. 일본에서는 ‘호따루’로 불리며, 영어로는 ‘파이어플라이(firefly) 즉 빛을 내는 파리라는 뜻을 가지고 있다. 북극과 남극을 제외한 전세계에 1,900여 종의 반딧불이가 서식하고 있는데 우리나라에는 ‘늦반딧불이’, ‘애반딧불이’, ‘운문산반딧불이’, ‘파파리반딧불이’ 등 6종류가 서식한다. 










반딧불이의 꽁무니에서 나오는 반딧불은 사랑을 위한 신호라는 설이 일반적이다. 반딧불이의 성비는 보통 수컷과 암컷이 50:1로 쟁탈전이 치열한데 암컷이 빛을 내 위치를 알리면 수컷은 날아가 빛을 밝히며 구애하는 것이다. 반딧불이의 구애는 성충이 된 후 2~3일 후부터 시작된다. 빛은 배에 있는 발광세포의 ‘루시페린(Luciferin)’이 산화하는 과정에서 나온다. 반딧불은 대개 500~600um(마이크로미터)의 황색 또는 황록색의 파장을 갖지만 빛의 세기와 간격은 종에 따라 다르고 온도의 영향을 받는다. 



반딧불의 밝기는 보통 한 마리가 3룩스로 이론상 80마리를 모으면 쪽 당 20자가 인쇄된 천자문을 읽을 수 있고, 200마리를 모으면 신문을 읽을 수 있는 밝기가 된다. 하지만 반딧불은 동시에 반짝이지 않기 때문에 여러 마리를 잡아도 고사성어에 나오는 이야기처럼 책을 읽기에는 어려움이 있다. 



반딧불의 특징 중 하나는 빛을 내지만 뜨겁지는 않다는데 있다. 보통 전구는 전기의 10%만을 빛으로 바꾸고 나머지는 열로 발산한다. 이에 비해 반딧불의 효율은 98%에 이른다. 이 차가운 고효율의 화학전구는 게다가 바람이 불거나 물에 닿아도 꺼지지 않는다. 이상적인 빛인 것이다.










이러한 반딧불의 성격은 현대 과학, 특히 유전자 연구에 기여한 바가 크다. 반딧불이의 발광유전자는 루시퍼라제라는 유전자인데 이 루시퍼라제 유전자를 누에 등 다른 곤충의 세포주에 이식하면, 유전자를 이식받은 곤충 세포주가 반딧불이처럼 빛을 내는 것을 확인할 수 있다. 



또한 발광 유전자를 바이러스에 집어넣어 각종 유해 세균을 검출하는 데도 쓰인다. 몇 주일 동안 박테리아를 배양하는 대신 발광유전자가 삽입된 바이러스를 감염시키면 해당 바이러스에 대한 감염여부를 몇 시간 만에 빛의 밝기로 알 수 있다. 특히 우리나라 자생종인 ‘늦반딧불이’는 외국의 것보다 상대적으로 빛이 세고 큰 발광기관을 가지고 있어 활용도가 더욱 높다. 


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by. clipartkorea



반딧불이는 장수하늘소와 함께 천연기념물로 지정된 곤충이다. 예전엔 누구나 어린 시절 추억 속의 곤충으로 친밀감을 느꼈지만, 이제는 책에나 나오는 존재가 되어 버렸다. 반딧불이는 청정지역에서만 살고, 환경에 민감한 곤충이기 때문에 밤새 환히 켜진 가로등과 차량의 불빛으로 가득찬 오염된 도시속에선 살지 못한다. 과학의 발전이라는 면에서나 인간의 정서를 순화시키는 측면에서나 반딧불이의 생태를 지키려는 노력이 절실하다. 



도심에서는 볼 수 없는 반딧불이를 아이들과 함께 직접 관찰하면서 환경보존의 중요성을 이야기 해보는 것도 의미 있지 않을까?












글:과학향기 편집부
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