귀가 하나뿐인 곤충
대부분의 곤충은 소리를 듣는 고막 기관이 좌우 한 쌍입니다. 1986년 미국의 데이비드 예거와 로널드 호이는 사마귀의 뒷가슴 아랫면, 뒷다리 사이 한가운데에 귀가 하나 있다는 것을 밝혔습니다. 몸 가운데선에 하나만 있어서 신화 속 외눈박이 거인의 이름을 따 "키클롭스 귀"라고 불렀습니다.
이 귀는 주로 25~45킬로헤르츠의 초음파에 반응했습니다. 사람이 들을 수 있는 가장 높은 소리(약 20킬로헤르츠)보다 높고, 박쥐가 먹이를 찾을 때 내는 초음파와 겹치는 범위입니다.
날고 있을 때만 피한다
1990년 연구에서 날고 있는 수컷 사마귀(Parasphendale agrionina)에 초음파를 들려주자, 소리가 멀면 방향을 살짝 틀었고 가까우면 나선을 그리며 급하게 떨어졌습니다. 앉아 있을 때는 같은 소리에 반응하지 않았습니다. 야외에서 사냥 중인 박쥐에게 공격받아 이런 회피 행동을 한 다섯 번은 모두 잡히지 않았습니다.
2008년에는 실험실 비행실에서 실제 박쥐(큰갈색박쥐)와 사마귀를 함께 날게 했습니다. 들을 수 있는 사마귀는 76%가 달아났고, 귀를 막은 사마귀는 34%만 달아났습니다. 급강하를 시작한 사마귀는 모두 잡히지 않았습니다.
모든 사마귀가 듣는 것은 아니다
초음파를 듣는 사마귀는 전체 종의 절반이 넘는 것으로 소개되지만, 모든 종이 듣지는 않습니다. 날개가 잘 발달해 날 수 있는 사마귀는 대체로 잘 듣고, 날개가 짧은 종은 잘 듣지 못합니다.
암수의 날개 길이가 다른 종에서는 언제나 암컷 쪽 청각이 약하고, 암컷이 전혀 듣지 못하는 종도 있습니다. 암컷은 몸이 무겁고 날개가 짧아 잘 날지 않는 반면, 수컷은 밤에 날아다니며 암컷을 찾기 때문에 박쥐와 마주칠 일이 많습니다.
두 번째 귀를 가진 사마귀
꽃사마귀과의 Creobroter 속 같은 일부 사마귀는 가운뎃가슴에 귀가 하나 더 있습니다. 뒷가슴 귀는 25~50킬로헤르츠의 높은 소리를, 가운뎃가슴 귀는 2~4킬로헤르츠의 낮은 소리를 듣고, 두 귀는 서로 거의 따로 작동합니다.
박쥐보다 먼저 생긴 귀
예거의 계통 분석에 따르면 사마귀 귀는 박쥐가 나타나기 전에 이미 생긴 것으로 추정됩니다. 처음부터 박쥐를 피하려고 생긴 것이 아니라, 박쥐가 나타난 뒤 박쥐 회피에 쓰이게 된 것으로 봅니다.
잘못 알려진 이야기
- "모든 사마귀가 가슴의 귀로 박쥐를 피한다" — 날개가 짧은 종이나 여러 종의 암컷은 거의 듣지 못합니다.
- "25~100kHz를 듣는다" — 1986년 원 논문의 수치는 25~45kHz입니다.
- "박쥐 때문에 귀가 생겼다" — 귀는 박쥐보다 먼저 생긴 것으로 추정됩니다.
- "앉아 있을 때도 박쥐 소리에 숨는다" — 회피 행동은 날고 있을 때만 나타났습니다.
이 글에 나온 연구
Yager & Hoy (1986) The cyclopean ear: a new sense for the praying mantis. Science 231: 727–729
- 한 일
- 사마귀 신경 활동을 기록하며 소리를 들려주고 귀 구조를 확인했다.
- 알아낸 것
- 뒷가슴 아랫면 가운데에 귀 하나. 25~45kHz 초음파에 반응.
Yager, May & Fenton (1990) Journal of Experimental Biology 152: 17–39
- 한 일
- 날고 있는 수컷에 초음파를 들려주고, 야외에서 실제 박쥐 공격을 관찰했다.
- 알아낸 것
- 날고 있을 때만 반응. 멀면 방향 전환, 가까우면 나선 급강하. 회피한 5번 모두 탈출.
Triblehorn et al. (2008) Journal of Experimental Biology 211: 555–562
- 한 일
- 비행실에서 들을 수 있는 사마귀와 귀를 막은 사마귀를 박쥐와 만나게 했다.
- 알아낸 것
- 탈출률 76% 대 34%. 급강하에 들어간 사마귀는 모두 탈출.
Yager (1996) Journal of Comparative Physiology A 178: 463–475
- 한 일
- Creobroter 사마귀의 신경 기록과 귀 제거 실험.
- 알아낸 것
- 가운뎃가슴 귀는 2~4kHz, 뒷가슴 귀는 25~50kHz를 따로 담당.