뱀은 다리가 없는데 어떻게 그렇게 빠르게 움직이나요?

Question

뱀이 다리도 없는데 땅에서 꽤 빠른 속도로 이동하는 걸 보는데, 몸을 어떻게 움직이길래 이런 추진력을 만들어내는 건지 그 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

뱀은 다리가 없는 대신 몸 전체의 근육과 비늘을 이용해 이동합니다. 몸을 좌우로 굽히면서 땅의 돌기나 마찰력을 밀어 추진력을 만들고, 갈비뼈 주변의 많은 근육이 파도처럼 움직이며 앞으로 나아갑니다. 또한 배 쪽 비늘은 방향 조절과 미끄러짐 방지 역할을 합니다. 종류에 따라 S자 이동, 직선 이동 등 다양한 방식으로 효율적으로 움직일 수 있습니다.

Answer 2

뱀은 길고 유연한 척추뼈에 연결된 수백 개의 근육과 배에 위치한 비늘을 지면의 요철에 밀착시켜 반작용력을 얻는 방식으로 추진력을 만들어 이동합니다. 대표적으로 몸을 S자로 굽히며 지면의 돌기나 장애물에 몸 뒷부분을 밀어붙여 전진하는 사행 운동을 기본으로 사용하며, 비늘 밑부분의 미세한 마찰력 제어를 통해 미끄러지지 않고 앞으로 나아갈 수 있습니다. 이외에도 좁은 공간에서는 몸을 접었다 펴는 주름 운동이나 일직선으로 배 비늘을 앞뒤로 밀어내는 직선 운동을 상황에 맞게 효율적으로 전환하여 빠른 속도를 냅니다.

Answer 3

뱀이 다리가 없어도 그렇게 빠르게 이동할 수 있는 이유는 비대칭 마찰력과 고도로 발달한 척추/근육 구조 덕분입니다.

뱀의 배 비늘 구조 특성상 앞으로는 잘 미끄러지고, 뒤나 옆으로는 강력한 마찰력이 생깁니다. 이를 이용해 몸을 S자로 꺾을 때 지면의 돌기나 흙을 뒤쪽으로 밀어내며 앞으로 튀어나가는 추진력을 얻게 되죠.

그리고 사람보다 훨씬 많은 척추뼈가 촘촘히 이어져있어 유연하면서도 가파른 곡선을 만드는데, 척추 마디마다 연결된 강한 근육들이 순차적으로 파도치듯 수축하며 파동을 만듭니다.

이를 이용해 가장 흔하면서도 빠른 방식으로 보통 뱀의 S자 파동을 일으켜 지형을 짚고 빠르게 전진하는 것이죠.

또한 모래처럼 미끄러지는 지면에서 몸을 공중에 띄워 옆으로 던지듯 이동하고, 좁은 굴이나 나무 위에서 몸을 스프링처럼 접었다 펴며 나아갑니다.

그리고 큰 뱀이라면 몸을 굽히지 않고 배 근육만 파도가 치는 것처럼 움직여 일직선으로 이동하는 것도 가능합니다.

결론적으로 뒤로 밀리지 않는 비늘 마찰력과 지면을 밀어내는 근육 파동이 결합하여 다리 이상의 속도를 낼 수 있는 것입니다.