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해파리도 수학으로 먹이 찾는다

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해파리도 수학으로 먹이 찾는다

2014.09.22 14:46

Prof. Graeme Hays(Swansea University, UK) 제공
Prof. Graeme Hays(Swansea University, UK) 제공

 

 

배럴 해파리는 그 무게가30kg에 달할 정도로 몸집이 거대하다. 그만큼 먹는 양도 많아 오랫동안 해저를 누비며 먹이를 찾는다. 그런데 이 거대 해파리의 움직임에 수학적 패턴이 숨어 있다는 사실이 최근 밝혀졌다.

 

영국 로댐스테드 연구소의 앤디 레이놀즈 박사는 배럴 해파리들이 먹이를 찾아 움직일 때, ‘레비 워크’라는 수학적 패턴을 따른다는 연구 결과를 발표했다. 프랑스의 수학자 폴 레비의 이름을 딴 레비 워크는 한 지역에서 불규칙하고 빈번하게 방향을 전환하며 움직이다가, 또 다른 먼 지역으로 이동해 다시 이 같은 움직임을 반복하는 이동 패턴이다. 꿀벌이나 상어, 또는 수렵채집 생활을 하는 원시 부족이 먹을 것을 찾을 때 레비 워크가 나타나는 것으로 알려져 있다.

 

레이놀즈 박사가 이끈 연구팀은 배럴 해파리의 한 종류인 리조스토마 옥토퍼스의 이동 패턴을 가까이서 관찰했다. 그 결과, 배럴 해파리는 새로운 종류의 레비 워크를 통해 몸의 움직임을 시시각각 다양하게 바꿔가며 먹이를 찾아다니는 것으로 나타났다. 상어나 펭귄에게서 나타나는 보통의 레비 워크는 단순히 먹이가 있는 지점을 계속해서 찾아나가는 이동 패턴인 반면, 배럴 해파리의 레비 워크는 먹이가 잡힐 가능성이 가장 높은 지점을 찾아가는 이동 패턴이었다.

 

또한 배럴 해파리의 레비 워크에는 스스로 몸을 움직이는 방식뿐만 아니라, 힘을 들이지 않고 대류를 타는 방식도 포함돼 있었다. 배럴 해파리는 해저에서 대류의 도움을 받아 더 깊숙한 곳이나 더 얕은 곳으로 이동해 먹이를 찾아 움직인다. 만약 이렇게 도달한 새로운 위치에서 먹이가 발견되지 않으면, 이들은 다시 물살을 타고 원래의 위치로 돌아온다.

 

이와 같은 배럴 해파리의 레비 워크를 통한 탐색 전략은 슈퍼컴퓨터에서 쓰이는 탐색 알고리즘의 한 종류인 ‘빠른 시뮬레이션 어닐링’과 동일하다. 빠른 시뮬레이션 어닐링은 방대한 양의 데이터를 중간중간 건너뛰어가며, 목표물을 발견할 확률이 가장 높은 지점을 찾아주는 알고리즘이다.

 

레이놀즈 박사는 “배럴 해파리에게는 먹잇감이 가장 많이 몰려 있는 지점과 먼 거리의 먹이로부터 풍겨오는 냄새가 가장 강한 지점을 탐지하는 능력이 있다“며, ”이번 연구 결과를 통해 레비 워크의 개념을 기존보다 훨씬 다양하게 확장할 수 있을 것“이라고 전망했다.

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