톱니바퀴가 있는 멸구

톱니바퀴는 오랫동안 인간의 독창적인 발명품으로 여겨져 왔습니다. 하지만 그러한 생각은 사실이 아님이 밝혀졌습니다! 맞물려 돌아가는 톱니바퀴가 생물에게서 발견되었는데, 그 생물은 바로 유럽 전역의 정원에서 볼 수 있는 멸구(Issus coleoptratus)의 유충입니다.a

이 멸구의 유충은 2000분의 1초 만에 초속 3.9미터의 속도를 낼 수 있으며, 그럴 경우 중력의 약 200배에 달하는 압력을 받게 됩니다! 이 곤충은 눈 깜짝할 사이에 시야에서 사라질 수 있습니다. 이렇게 뛰어오르기 위해서는 두 뒷다리에 정확히 동일한 힘을 동시에 가해야 합니다. 이 곤충이 그처럼 몸을 정확하게 조절할 수 있는 비결은 무엇입니까?

생각해 보십시오: 과학자들은 이 멸구의 두 뒷다리에서 서로 맞물려 있는 두 개의 톱니바퀴를 발견했습니다. 두 톱니바퀴는 이 곤충이 뛰어오를 때 양다리가 완벽히 동시에 움직이게 합니다. 그렇지 않으면, 뛰어오를 때 중심을 잃고 마구 돌게 될 것입니다!

이보다 큰 동물들은 뛰어오를 때 신경계를 통해 다리를 동시에 움직입니다. 하지만 이 멸구의 유충은 신경 신호가 전달되는 속도가 매우 느립니다. 그래서 이처럼 서로 맞물린 두 개의 톱니바퀴가 있는 것입니다. 저술가이자 연구가인 그레고리 서턴은 이렇게 말합니다. “우리는 흔히 톱니바퀴가 인간이 만든 기계에서나 볼 수 있는 것이라고 생각한다.” 하지만 그 이유는 “우리가 [다른 곳에서] 열심히 찾아보지 않았기” 때문이라고 그는 덧붙입니다.

어떻게 생각하십니까? 이 멸구의 유충에 있는 톱니바퀴 구조는 진화된 것입니까? 아니면 설계된 것입니까?