꼬이지 않는 거미줄의 비밀 - 우표수집정보 상세보기 - 우표로 보는 세상

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제목	꼬이지 않는 거미줄의 비밀
등록일	2026. 4. 22.
첨부파일	up20260506102456961.jpg
거미가 줄을 타고 내려올 때 보면 그 길이가 아주 길어도 절대로 빙글빙글 돌지 않는다. 가늘고 얇은 줄이 어떻게 하면 변함없이 일자로 내려 올 수 있을까? 이 비밀은 알아보기 위하여 거미가 줄을 뽑아내듯 거미줄을 모아서 원통 안에 실을 매달고 회전식 턴테이블에 옮겨 실을 비틀고 앞뒤 진동을 수없이 많이 가했는데도 그 결과 거미줄이 변형되어서 잠재 에너지의 75% 이상을 방출하고 진동이 순식간에 느려졌다. 또한 회전으로 인한 비틀림이 끝난 후에 거미줄의 모양이 부분적으로 돌아오는 것도 발견했다. 머리카락은 합성 섬유와 달리 비틀림이 복원되지 않고 부분적으로 휘어지는 성질이 있다. 그러나 거미줄은 꼬이는 에너지가 빠르게 소멸하여 거미가 줄을 타고 내려와도 회전하지! 않는 것이다. 거미줄이 이러한 성질을 가지는 그것은 구조 때문이다. 복수의 원섬유로 둘러싸인 거미줄은, 원섬유는 아미노산을 만들어졌으며 일부는 종이 같은 시트 형태다. 또 다른 일부는 고리 형태의 체인 형태다. 그래서 비틀림이 시트가 탄성을 가진 것처럼 늘어나게 만들고, 사슬과 연관된 수소 결합을 왜곡시켜서 플라스틱처럼 변형시킨다. 거미줄이 특별하게 힘을 갖는 것은 독특한 분자구조와 거미의 정교한 직조 과정 때문이다. 거미줄 생산은 빠르기로 인이라는 단백질 용액에서 시작되는데 속도로인 산성화와 탈수 과정을 거친 후 길게 늘어난다, 또 거미는 필요에 따라 다리나! 중력을 이용하여 방적돌기에서 이 단백질 가닥을 뽑아내는 탁월한 기술이 있다. 그리고 체내로 배출된 이 액상 실은 공기와 만나 굳으면서 강력한 거미줄이 된다. 거미줄의 인장강도는 강철보다 5배 정도 높아 거미줄을 연필 두께 정도로 만들 수 있다면 비행 중인 점보제트기를 멈춰 세울 수 있을 정도의 위력을 가진다고 한다. 또 늘어날 수 있는 신축성은 원래길이의 2~5배 정도로 탄성이 있다. 그 따라서 곤충의 충격에너지를 열로 변환하여 끊어지지 않고 버틸 수 있어 방탄조끼보다 더 뛰어난 에너지 흡수율이 높다. 거미줄은 밀도가 아주 높아 강철의 6분의 1 수준으로 무게 대비로 하면 어떤 금속보다 압도적이다. 거미줄의 가늘기는 머리카락보다 20분의 1 수준으로 미세하게 가닥인데 사람의 눈으로 볼 수 있는 이유는 매끄러운 표면이 빛으로 반사하거나 실에 맺힌 이슬이나 먼지 때문이다. 지구상에 약 4만 5천여 종의 거미가 살고 있고. 3억 8천만 년 동안 수많은 진화를 거치며 발달해 온 거미줄은 우리 생각보다 탁월한 거미줄의 비밀을 인간이 만들 수 없는 이유는 거미줄 유전자 분석이 어렵고 다양한 기능을 가지고 있기에 그 활용도는 무궁무진하다. 예를 들어 박테리아와 곰팡이를 억제하는 거미줄은 의학적으로 연구할 가치가 충분하다. 모든 거미줄은 다양한 단백질들을 맞춤형으로 연결해 만들어진다. 각각의 단백질은 신축성, 탄력성 등 거미줄의 용도에 알맞은 속성을 부여한다. 문제는 반복되는 연결 구간이 엄청나게 많다는 것이다. 거미줄 유전학자는 같은 거미가 만드는 거미줄이라도 극적일 정도로 아주 다른 연결 구조를 수백 번 반복해 만들어 낼 수 있다고 한다. 먹이 포획, 알 포장, 이동 등 다양한 거미줄의 용도를 수행하기 위해서다. 놀라운 그것은 그 수 많은 단백질 구조가 단 하나의 유전자 군을 바탕으로 진화됐다는 것이다. 다시 말해 그 유전자를 분석하면 거미줄의 비밀을 파헤치는 인간들은 끊임없이 노력하고 있다. 자연에서 끈적거리는 것 중의 하나는 거미줄이다. 거미줄은 강하다 그러나 강한 것만으로는 곤충을 붙잡기에 불충분하다. 거미줄은 섬유 위로 길이 1mm당 약 20개 정도의 작은 접착제 방울들이 놓여 있다. 대부분의 접착제는 하나의 기능만을 한다. 그 한 가지 기능은 물건을 서로 붙이는 것이다. 그러나 거미줄의 접착제는 다기능이다. 소재로서 당 단백이라 불리는, 아미노산과 당들과 같은 작은 분자들이 함께 결합하여 구성된 폴리머이다. 이것들은 서로 교차 결합하여 있는데, 힘이 효율적으로 전달될 수 있다. 거미가 붙잡은 곤충을 거미줄에서 제거하려 할 때 문제가 될 수 있다. 거미줄은 가변성의 강도를 가지는 접착제이다. 낮은 속도에서보다 빠른 속도에서 훨씬 강한 접착력을 갖는다. 따라서 거미줄은 날아다니는 곤충은 강하게 붙잡을 수 있지만, 곤충을 떼어내려고 할 때는 느린 움직임이 되어, 접착력이 낮아지는 것이다. 이것은 마치 접착제가 고무줄 같은 성질을 가지는 것이다. 거미줄에 곤충을 제거하려 할 때, 거미줄의 끈적거림은 낮아지기 때문에, 거미는 그것을 쉽게 제거할 수 있는 것이다.

거미가 줄을 타고 내려올 때 보면 그 길이가 아주 길어도 절대로 빙글빙글 돌지 않는다. 가늘고 얇은 줄이 어떻게 하면 변함없이 일자로 내려 올 수 있을까? 이 비밀은 알아보기 위하여 거미가 줄을 뽑아내듯 거미줄을 모아서 원통 안에 실을 매달고 회전식 턴테이블에 옮겨 실을 비틀고 앞뒤 진동을 수없이 많이 가했는데도 그 결과 거미줄이 변형되어서 잠재 에너지의 75% 이상을 방출하고 진동이 순식간에 느려졌다. 또한 회전으로 인한 비틀림이 끝난 후에 거미줄의 모양이 부분적으로 돌아오는 것도 발견했다. 머리카락은 합성 섬유와 달리 비틀림이 복원되지 않고 부분적으로 휘어지는 성질이 있다. 그러나 거미줄은 꼬이는 에너지가 빠르게 소멸하여 거미가 줄을 타고 내려와도 회전하지! 않는 것이다. 거미줄이 이러한 성질을 가지는 그것은 구조 때문이다. 복수의 원섬유로 둘러싸인 거미줄은, 원섬유는 아미노산을 만들어졌으며 일부는 종이 같은 시트 형태다. 또 다른 일부는 고리 형태의 체인 형태다. 그래서 비틀림이 시트가 탄성을 가진 것처럼 늘어나게 만들고, 사슬과 연관된 수소 결합을 왜곡시켜서 플라스틱처럼 변형시킨다.

거미줄이 특별하게 힘을 갖는 것은 독특한 분자구조와 거미의 정교한 직조 과정 때문이다. 거미줄 생산은 빠르기로 인이라는 단백질 용액에서 시작되는데 속도로인 산성화와 탈수 과정을 거친 후 길게 늘어난다, 또 거미는 필요에 따라 다리나! 중력을 이용하여 방적돌기에서 이 단백질 가닥을 뽑아내는 탁월한 기술이 있다. 그리고 체내로 배출된 이 액상 실은 공기와 만나 굳으면서 강력한 거미줄이 된다. 거미줄의 인장강도는 강철보다 5배 정도 높아 거미줄을 연필 두께 정도로 만들 수 있다면 비행 중인 점보제트기를 멈춰 세울 수 있을 정도의 위력을 가진다고 한다. 또 늘어날 수 있는 신축성은 원래길이의 2~5배 정도로 탄성이 있다. 그 따라서 곤충의 충격에너지를 열로 변환하여 끊어지지 않고 버틸 수 있어 방탄조끼보다 더 뛰어난 에너지 흡수율이 높다. 거미줄은 밀도가 아주 높아 강철의 6분의 1 수준으로 무게 대비로 하면 어떤 금속보다 압도적이다. 거미줄의 가늘기는 머리카락보다 20분의 1 수준으로 미세하게 가닥인데 사람의 눈으로 볼 수 있는 이유는 매끄러운 표면이 빛으로 반사하거나 실에 맺힌 이슬이나 먼지 때문이다.

지구상에 약 4만 5천여 종의 거미가 살고 있고. 3억 8천만 년 동안 수많은 진화를 거치며 발달해 온 거미줄은 우리 생각보다 탁월한 거미줄의 비밀을 인간이 만들 수 없는 이유는 거미줄 유전자 분석이 어렵고 다양한 기능을 가지고 있기에 그 활용도는 무궁무진하다. 예를 들어 박테리아와 곰팡이를 억제하는 거미줄은 의학적으로 연구할 가치가 충분하다. 모든 거미줄은 다양한 단백질들을 맞춤형으로 연결해 만들어진다. 각각의 단백질은 신축성, 탄력성 등 거미줄의 용도에 알맞은 속성을 부여한다. 문제는 반복되는 연결 구간이 엄청나게 많다는 것이다. 거미줄 유전학자는 같은 거미가 만드는 거미줄이라도 극적일 정도로 아주 다른 연결 구조를 수백 번 반복해 만들어 낼 수 있다고 한다. 먹이 포획, 알 포장, 이동 등 다양한 거미줄의 용도를 수행하기 위해서다. 놀라운 그것은 그 수 많은 단백질 구조가 단 하나의 유전자 군을 바탕으로 진화됐다는 것이다. 다시 말해 그 유전자를 분석하면 거미줄의 비밀을 파헤치는 인간들은 끊임없이 노력하고 있다.

자연에서 끈적거리는 것 중의 하나는 거미줄이다. 거미줄은 강하다 그러나 강한 것만으로는 곤충을 붙잡기에 불충분하다. 거미줄은 섬유 위로 길이 1mm당 약 20개 정도의 작은 접착제 방울들이 놓여 있다. 대부분의 접착제는 하나의 기능만을 한다. 그 한 가지 기능은 물건을 서로 붙이는 것이다. 그러나 거미줄의 접착제는 다기능이다. 소재로서 당 단백이라 불리는, 아미노산과 당들과 같은 작은 분자들이 함께 결합하여 구성된 폴리머이다. 이것들은 서로 교차 결합하여 있는데, 힘이 효율적으로 전달될 수 있다. 거미가 붙잡은 곤충을 거미줄에서 제거하려 할 때 문제가 될 수 있다. 거미줄은 가변성의 강도를 가지는 접착제이다. 낮은 속도에서보다 빠른 속도에서 훨씬 강한 접착력을 갖는다. 따라서 거미줄은 날아다니는 곤충은 강하게 붙잡을 수 있지만, 곤충을 떼어내려고 할 때는 느린 움직임이 되어, 접착력이 낮아지는 것이다. 이것은 마치 접착제가 고무줄 같은 성질을 가지는 것이다. 거미줄에 곤충을 제거하려 할 때, 거미줄의 끈적거림은 낮아지기 때문에, 거미는 그것을 쉽게 제거할 수 있는 것이다.

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