수학이 빛나는 순간 : 알의 모양 Eggs

왜 어떤 새의 알은 다른 알들보다 더 동그란 형태를 띠며,

왜 어떤 새의 알은 다른 알들보다 대칭 형태인지 광범위한 연구에도 불구하고

아무도 밝혀내지 못했습니다. 그러던 최근 연구자들은

벡터, 극좌표계, 기하학적 방법 및 편미분방정식을 이용하여 1400종의 새알을 분석했습니다.

데이터를 모은 후 연구자들은 각종의 새의 알들을 그래프로 나타내었습니다.

이 좌표평면의 한 축은 길쭉한 정도, 즉 알이 얼마나 타원형인지를,

다른 한 축은 비대칭의 정도, 즉 알이 얼마나 한쪽 끝으로 치우쳐 있는지를 나타냅니다.

그리하여 연구자들은 유선형에 가까운 새일수록 유선형 형태의 알을 낳는다는 것을 알아냈습니다.

즉 전반적으로, 가장 잘 나는 새들 및 경우에 따라서는 가장 헤엄을 잘 치는 새들이

가장 덜 동그랗고 덜 대칭인 형태의 알을 낳는 경향이 있습니다.

알의 주요 기능은 영양 공급과 보호입니다.

커다란 구형의 알은 많은 양의 영양을 공급할 수 있지만, 알을 낳기에는 너무 클 수 있습니다.

길고 얇 은 알은 같은 양의 영양을 공급하면서도 어미 새의 골반에서 빠져나가기가 용이합니다.

연구팀은 두께 및 압력과 관련된 난막의 두 가지 특성을 식별하였고,

알 모양 의 다양성을 설명할 수 있었지만, 여전히 몇 개의 질문은 남아 있습니다.

앞서 살펴 본 비행능력과 알의 모양 사이의 강력한 상관관계는

모든 새의 종에서 나타나는 것 일까요? 인과관계가 있는 것일까요?

그중에서도 아마 ‘어떤 것이 먼저 였을까요? 닭 일까요, 알(모양)일까요’가

가장 근본적인 질문일 것입니다.

 

For More Information: “Avian egg shape: Form, function, and evolution,” Stoddard et al., Science, June 23, 2017, pp. 1249–1254.

 

출처 :

대한수학회 http://www.kms.or.kr

미국수학회 https://www.ams.org