뒤뚱거리지만 넘어지지 않는 펭귄의 비밀

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영하 50도의 혹한, 거센 바람이 몰아치는 남극. 사람이라면 한 걸음도 떼기 어려운 빙판에서 펭귄은 우아하게 걷는다. 때로는 마치 피겨 스케이터처럼 배를 이용해 미끄러지며 속도를 낸다. 하지만 정작 넘어지는 모습은 좀처럼 보기 어렵다. 얼음판 위에서도 균형을 유지하는 능력은 어디에서 오는 걸까?

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발 위의 무게중심, 좌우로 흔들리며 균형

빙판 위에서 넘어지지 않으려면 무게 중심을 안정적으로 유지해야 한다. 사람은 한 걸음을 내디딜 때마다 순간적으로 중심이 흔리지만 펭귄은 다르다.

펭귄의 다리는 몸 속 깊숙이 자리 잡고 있어, 무게 중심이 발 바로 위에 위치한다.

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마치 무거운 책을 배 위에 올려놓은 것처럼 균형이 유지되며, 한쪽 다리에서 다른 쪽 다리로 체중이 부드럽게 이동한다. 이 덕분에 걸을 때 몸이 좌우로 흔들려도 넘어질 위험이 거의 없다.

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펭귄의 보행 방식은 물리학적으로 ‘역진자 운동(Inverted Pendulum Motion)’이라 불린다. 인간이 걸을 때는 다리가 축 역할을 하지만, 펭귄은 몸 전체가 기울어지는 방향으로 에너지를 전달하며 앞으로 나아간다.

 

 

빙판 위에서도 미끄러지지 않는 발바닥의 비밀

남극의 빙판은 낮에는 미끄럽고, 밤이 되면 더욱 단단하게 얼어붙는다. 하지만 펭귄의 발은 마치 특수 제작된 아이젠처럼 설계되어 있다. 펭귄의 발바닥은 일반적인 조류와 달리 마찰력을 극대화하는 미세한 돌기와 패턴이 있다. 이 덕분에 얼음 표면을 단단히 움켜쥐듯 걸을 수 있다.

 

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발바닥은 두꺼운 지방층으로 덮여 있어 차가운 표면에서 체온이 빠져나가는 것을 막고, 미끄러짐을 줄이는 쿠션 역할도 한다. 더 흥미로운 점은, 펭귄의 발가락이 마치 스키어의 스틱처럼 균형을 잡는 역할을 한다는 것이다. 걷는 동안 발가락을 살짝 벌려 지지력을 높이며, 필요할 때는 날카로운 발톱으로 얼음 표면을 움켜쥔다.

 

 

 

배로 미끄러지는 ‘토보깅(tobogganing)’ 이동법

펭귄이 직립 보행만 하는 것은 아니다. 때로는 배를 바닥에 붙이고 앞발(날개)과 뒷발을 이용해 미끄러지듯 이동하는 모습을 볼 수 있다. 과학자들은 이를 ‘토보깅(tobogganing)’이라고 부른다. 이동 속도를 높이고 체력 소모를 줄이기 위한 이 방식은 특히 긴 거리를 이동할 때 유리하다.

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또한 눈이 깊이 쌓인 지역에서는 걷는 것보다 미끄러지는 것이 훨씬 효율적이다. 과학자들은 토보깅이 최소한의 에너지로 최대한 이동할 수 있는 전략적 적응 현상이라고 설명한다.

 

 

배로 미끄러지는 펭귄의 토보킹 이동법 [사진=우즈 홀 해양학 연구소(Woods Hole Oceanographic Institution, WHOI)]

 

 

바람에도 넘어지지 않는 공기역학적 디자인

남극은 세계에서 가장 강한 바람이 부는 곳이다. 시속 200km가 넘는 바람이 몰아치는 환경에서 대부분의 동물들은 몸을 낮추지만, 펭귄은 당당하게 직립 자세를 유지한다. 펭귄의 몸은 공기역학적으로 설계되어 있다.

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유선형 구조 덕분에 바람이 몸을 그대로 지나가며, 무게 중심이 낮아 강풍에도 쉽게 넘어지지 않는다. 또한 강한 바람을 마주할 때는 발을 넓게 벌려 자세를 낮추는 방식으로 균형을 조정한다.

 

 

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