해외에는 "날아서 불에 들어가는 여름 벌레"라는 속담이 있고, 셰익스피어의 희곡 "베니스의 상인"이나 힌두교 서사시 "배가바드 기타" 같은 고전 속에서도 시인들이 말해왔듯이, 벌레들이 불과 불빛에 끌린다는 사실은 예로부터 잘 알려져 왔다. 그럼에도 불구하고, 그 이유는 지금까지 명확하게 알려져 있지 않았지만, 고속 카메라에 의한 관찰로 마침내 해명으로 이어지는 큰 힌트가 제시되었다.
벌레가 빛에 이끌리는 "등화채집(라이트트랩)"은, 과거 기원1세기 로마제국 시기의 책에서 언급될 정도로 친숙한 현상이기 때문에, 그동안 많은 이론이 주창되어 왔는데, 그 중에서도 주요한 설은 크게 두 가지가 있고, 하나는 벌레가 빛을 달 등 천체로 잘못 알고 방향의 기준으로 만들어 버린다는 "달측위(lunar navigation) 가설"이고, 다른 하나는 벌레에게는 잎이나 덤불 사이로 새어나오는 빛을 지향하는 습성이 있다는 "빛으로의 탈출(escape to light) 가설"이다.
그 밖에도, 광원으로부터의 열방사로 따뜻해지는 것을 좋아하는 것이 아니냐는 설이나, 인공광의 눈부심에 눈이 멀다는 설 등 다양한 이론이 있지만, 고속으로 날아다니는 곤충의 모습을 관찰하는 것은 쉽지 않기 때문에, 지금까지는 가설에 머물러 있었다.
프리프린트 서버 bioRxiv에서 발표된 이번 연구 중, 임페리얼 칼리지 런던과 플로리다 국제대학 연구팀은, 개와 잠자리 등 곤충이 라이트 주위를 나는 모습을 고속 카메라로 촬영했더니, 빛을 만난 벌레가 보여주는 비행 패턴은 3가지로 분류할 수 있는 것으로 나타났다.
첫 번째는, 옆에서 나오는 빛에 대해 광원을 주회하듯 계속 선회하는 궤도 주회 행동(왼쪽), 두 번째는 광원이 머리 위에 있을 때 급상승해 속도를 잃는 실속 행동(가운데), 세 번째는 광원 위를 통과한 후 땅을 향해 급강하하는 반전 행동(오른쪽)이라는 것.
특히 주목해야 할 것은, 어떤 행동 패턴에서도 곤충은 항상 빛에 등을 돌리려고 했다는 것으로, 일부 곤충이나 물고기에서 발견되는 이러한 습성은 "배광반사(Dorsal Light Response)"라고 불린다.
이 결과를 바탕으로, 지금까지의 주요 가설을 검증한 연구팀은, 라이트를 등지고 나는 곤충의 행동이 어떤 가설과도 부합하지 않는다는 것을 발견, 먼저 벌레는 빛을 목표로 하는 것이 아니라, 빛을 등지고 날아갔기 때문에, "빛으로의 탈출" 가설은 부정되고 있고, 또 "달 측위" 가설에서는 곤충이 나선형 궤적을 그려 광원을 향해 갈 것이라고 되어 있는데, 곤충은 광원 주위를 안정 비행하는 움직임을 보였기 때문에, 이 설도 부적당하다.
이런 점에서 연구팀은, "결국 곤충이 빛에 사로잡히는 현상은 배광반사로 가장 간명하게 설명할 수 있을 것으로 보입니다. 배광반사는 기본적인 감각기구이기 때문에, 주행성이든 야행성이든 다양한 곤충이 빛으로 유인된다는 설명이 붙습니다"라고 결론 내렸다.
하늘을 나는 벌레가 이 배광 반사를 몸에 익힌 것은, 상하 방향을 빠르게 감지하기 위해서이고, 평형감각을 가진 인간은 중력에 의지해 어느 방향이 위이고 그 방향이 아래인지 파악할 수 있지만, 고속으로 날아다니는 벌레에게는 몸이 당겨지는 방향이 항상 아래인 것은 아니다. 그래서 곤충은 밝은 방향을 위, 어두운 방향은 아래로 인식함으로써, 방향 감각을 잡고 있는 것으로 보인다.
이번 연구에 직접 관여하지 않은 하버드대 연구원 애벌론 오언스 씨는, 과학계 뉴스 사이트 Live Science에 "벌레들은 중력을 이용해 자신의 몸이 어디에 있는지 알기 어렵습니다. 왜냐하면, 그들에게 날아다니는 것은 우리가 물 속을 헤엄치는 것과 같기 때문입니다. 거기에 인공적인 조명이 나타나면, 빛에 비친 세계의 절반이 갑자기 기대와 다른 곳이 되어 버립니다"라고 코멘트.
오언스 씨에 의하면, 빛은 벌레를 사로잡아 버릴 뿐만 아니라, 애벌레의 성장을 방해하거나 반딧불이의 발광을 방해하거나, 빛을 싫어하는 곤충의 서식 범위를 좁힐 우려가 있다고 하고, 그래서 오언스 씨는 "이 문제를 해결하는 가장 효과적인 방법은, 항상 불을 끄는 것입니다"라고 말한다.
그렇다고는 해도, 거리의 불을 끄고 완전한 어둠으로 만든다는 것은, 그다지 현실적인 해결책이 아니고, 이번 연구에서는, 이외에도 상향이나 수평 방향으로 빛을 내는 조명에 비해, 바로 아래로 투광하는 조명은 곤충에 대한 영향이 가장 적은 것으로 나타났다는 것. 이 지견은 광해를 줄이기 위해서는, 지면만 비추는 하향 조명을 사용해야 한다는 과학자들의 오랜 주장과 맞아떨어진다.
논문 저자 중 한 명인 플로리다 국제대의 야시 손디 씨는, "라이트를 위로 향하게 바닥에 놓으면, 벌레가 거꾸로 곤두박질쳐 추락합니다. 그러니까 불빛은 위로 향하지 맙시다. 또 곤충의 시각을 고려할 때, 파란색보다 빨간색에 가까운 라이트를 사용해, 가능한 야외 조명을 끄는 것도 좋을 것"이라고 말하고 있다.
