조류의 경우는 양쪽 날개의 깃털이 동일한 수이거나 동일한 무게인가요?

Question

조류의 경우는 하늘의 날기 때문에

균형이 매우 중요할 것 같은데

그렇다면 양쪽 날개에 있는 깃털의 수가 동일하거나

깃털의 수가 다르더라도

무게 자체는 동일하게 유지가 되는 것인가요?

아니면 깃털의 수, 무게는 다를 수도 있나요?

Answer 1

안녕하세요.

조류의 경우 양쪽 날개의 깃털 수와 무게는 이론적으로 완전히 동일할 필요는 없고, 실제로도 미세한 차이는 존재합니다. 대부분의 조류에서 좌우 날개는 발생학적으로 같은 설계도를 바탕으로 만들어지기 때문에, 큰 비행깃의 개수는 거의 동일합니다. 예를 들어 초깃깃이 한쪽에 10개라면 반대쪽도 보통 10개인데요 이는 비행 시 양력과 추진력을 만드는 데 직접적으로 관여하는 깃털들이기 때문에, 진화적으로 강한 대칭성이 유지됩니다. 그러나 몸 전체의 깃털, 특히 작은 덮깃이나 장식깃까지 포함하면 미세한 개수 차이는 충분히 발생할 수 있습니다. 이는 깃털은 주기적으로 빠지고 다시 나기 때문에, 한쪽에서 깃 하나가 먼저 빠지거나 새로 자라는 시점이 어긋나는 경우가 흔하기 때문입니다.

또한 깃털 무게 역시 완벽히 동일하지 않아도 됩니다. 깃털 하나하나의 무게는 매우 가볍고, 좌우 날개 전체 무게 차이는 보통 비행에 영향을 줄 만큼 크지 않습니다. 게다가 깃털은 공기 흐름을 조절하는 유연한 공기역학 구조물이기 때문에, 무게보다도 각도, 펼쳐지는 정도, 공기를 받는 면적이 훨씬 중요합니다. 새는 날개를 퍼덕일 때 좌우 날개의 근육 수축 강도, 날개 각도, 깃털 벌어짐을 미세하게 조절할 수 있으며 설령 한쪽 날개가 약간 더 무겁거나 깃털이 하나 부족하더라도, 신경계가 즉각적으로 이를 감지하고 근육 출력을 조절해 균형을 맞춥니다. 감사합니다.

Answer 2

결론부터 말씀드리면, 조류의 날개 깃털은 개수 면에서는 거의 동일하지만 그래도 무게는 마모나 교체 시기에 따라 미세한 차이가 있을 수 있습니다.

그래도 거의 좌우 대칭을 이루고 있죠. 이런 좌우 대칭이 필요한 이유는 추진력을 만드는 주비행깃과 양력을 만드는 부비행깃은 좌우가 동일한 숫자로 배열되어야 공기 저항의 균형이 맞아 정상적인 비행이 가능하기 때문입니다.

반면, 무게는 앞서 말씀드린대로 마모 정도나 수분 함량, 또는 깃털이 빠지고 새로 나는 시기에 따라 좌우가 미세하게 다를 수 있습니다.

사실 재미난 점은 날개 전체는 대칭이지만, 비행 효율을 높이기 위해 깃털 개별의 모양은 비대칭이라는 사실입니다.

아무튼 결론적으로 조류는 양쪽 날개의 깃털 개수는 대칭을 이루고 있으며, 미세한 무게 차이는 근육 조절로 극복하게 됩니다.

Answer 3

조류의 양쪽 날개 깃털 수와 무게는 생물학적 대칭성에 의해 기본적으로 동일하게 유지됩니다. 비행 시 공기 역학적 균형과 양력의 평형을 맞추기 위해 좌우 날개의 주석깃과 부석깃 숫자는 일치하는 것이 일반적이며 이는 비행 효율을 극대화하기 위한 진화의 결과입니다. 깃털 하나의 미세한 무게 차이는 비행에 치명적이지 않으나 전체적인 구조와 개수가 다를 경우 기류의 저항이 불균형해져 비행 제어에 어려움이 발생합니다. 다만 털갈이 시기나 외상으로 인해 일시적으로 숫자가 달라질 수는 있으나 조류는 생존을 위해 양쪽 날개의 형태와 무게를 최대한 대칭 상태로 유지하려는 경향을 보입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김홍준 전문가입니다.

1. 깃털 수의 생물학적 대칭성

조류의 날개에서 비행에 직접적인 역할을 하는 칼깃(Remiges) 즉 주날개깃과 둘째날개깃의 수는 유전적으로 결정된 설계도에 따라 좌우가 정확히 일치합니다. 이는 비행 시 양쪽 날개에서 발생하는 양력(Lift)과 항력(Drag)의 평형을 맞추기 위한 진화적 결과입니다. 만약 한쪽 날개의 깃털 수가 부족하다면 공기역학적 불균형이 발생하여 비행 효율이 급격히 떨어지고 생존에 위협을 받게 됩니다.

2. 무게의 기능적 균형

물리적 관점에서 원자 단위까지 따진다면 양쪽 날개 깃털의 무게가 0.001g까지 똑같을 수는 없습니다. 비행 중 발생하는 미세한 마모, 오염물질의 부착, 혹은 수분 함량의 차이로 인해 미세한 무게 불균형은 늘 존재합니다.

하지만 생물학적으로는 이를 기능적 대칭 상태로 유지합니다. 조류의 신경계와 비행 근육은 매우 정교하여 날개짓을 할 때 발생하는 미세한 무게 차이나 양력의 불균형을 실시간으로 감지하고 근육의 힘이나 날개 각도를 조절하여 보정합니다. 즉, 물리적 무게가 완벽히 같지 않더라도 비행 시스템이 이를 실시간으로 균형 잡힌 상태로 만듭니다.

3. 대칭적 털갈이(Symmetrical Molting)

가장 놀라운 점은 깃털이 빠지고 다시 자라는 털갈이 과정에서도 대칭을 유지한다는 것입니다. 만약 왼쪽 날개의 세 번째 주날개깃이 빠지면 거의 동시에 오른쪽 날개의 세 번째 주날개깃도 빠집니다. 이렇게 좌우가 쌍을 이뤄 털갈이를 진행함으로써 새로운 깃털이 자라는 동안에도 좌우 날개의 면적과 무게 중심을 일정하게 유지하여 비행 능력을 보존합니다.