[핵잼 사이언스] ‘무는 힘’ 가장 강한 동물은 티라노? 메갈로돈?

공룡의 제왕 티라노사우루스 렉스나 고대 상어 메갈로돈이 SF 영화에 자주 나오는 데는 무는 힘(치악력)이 강하다는 이유도 있다. 그러나 실제 살아 있거나 멸종한 동물 중 어떤 종들이 가장 강한 무는 힘을 갖고 있을까?

미국 과학매체 라이브사이언스는 19일(현지시간) 국제학술지 ‘플로스원’(PLOS ONE) 2012년 연구논문을 인용해 현재 살아 있는 모든 동물 중에는 바다악어가 1만 6460뉴턴(N)으로 가장 강한 무든 힘을 갖고 있다고 보도했다. 1N은 1㎏의 물체를 1초에 1m 이동시키는 데 드는 힘이다. 라이브사이언스는 또 “바다악어의 턱에 닿는 동물이 무엇이든 죽어가며 숨을 헐떡이는 동안 극도로 강한 힘을 받게 된다”고 설명했다.

바다악어에게 도전할 수 있고, 이길 수도 있는 2종의 경쟁자가 있지만, 이들은 수생 포식자이기에 무는 힘은 살아 있는 환경에서 측정할 수 없다. 2008년 영국 런던동물학회(ZSL)가 발행하는 ‘동물학저널’(Journal of Zoology)에 실린 연구논문에 따르면 네덜란드 상어협회가 컴퓨터 시뮬레이션으로 추정한 무는 힘은 범고래가 8만 4516N으로 가장 강하고, 백상아리가 1만 8000N으로 그 뒤를 잇는다. 멸종 동물 중에는 6800만 년 전에서 6600만 년 전까지 육지를 지배한 티라노사우루스가 3만 5000N으로 가장 강했다. 바다에서는 1500만 년 전에서 360년 전까지 바다에서 산 메갈로돈이 18만 2200N으로 가장 강했다.

그러나 메갈로돈이 티라노사우루스를 무는 힘에서 이길 수 있었는지에 대해서는 여전히 의문이 있다. 상어와 공룡의 턱은 이빨의 종류와 수가 달라 비교하기가 어렵다고 미국 생물학자인 잭 쳉 버클리 캘리포니아대 조교수는 설명한다.

무는 힘은 직접 측정하거나 간접적으로 추정할 수 있다. 살아 있는 동물은 측정기로 무는 힘을 알 수 있다. 과학자들은 이 방법으로 바다악어의 무는 힘을 측정했다. 그러나 범고래나 백상아리와 같이 물속에 잘 나오지 않아 측정기 사용이 어려운 동물의 경우 무는 힘은 신체 구조와 모양, 먹이 종류에 대해 알려진 정보를 기초로 추정한다.

멸종 동물은 더 까다롭다. 두개골에 턱뼈만 남아 있어 관련 연구진은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 오래전 사라진 턱 근육을 재현해야 한다.

또 무는 힘에는 추가적인 요소가 작용한다. 머리와 턱의 힘을 포함한 여러 특성이 역할을 하는 데 이빨도 무기가 된다. 티라노사우루스의 머리만으로도 뼈를 으스러뜨리는 힘이 있지만, 톱니 모양의 칼 같은 이빨도 큰 역할을 한다.

대니얼 휴버 미국 탬파 플로리다대 환경학과 석좌교수는 라이브사이언스에 “신체의 크기가 무는 힘을 결정하는 가장 중대한 요소”라고 밝혔다. 그는 사냥감의 갑옷 같은 외피를 뚫는 무는 힘에 작용하는 가장 큰 요인은 머리 너비를 포함한 다른 모든 요소보다 신체 크기라는 점을 발견했다.

그다음으로 턱뼈를 닫는 역할을 하는 턱관근 역시 중요하다. 그는 “이 근육의 크기와 위치는 무는 힘으로 전달될 수 있는 근력의 양을 최대화하기 위해 진화적으로 발달할 수 있다”고 말했다.

티라노사우루스는 컴퓨터 시뮬레이션에서 강력한 턱을 갖고 있는 것으로 추정되고 있다. 휴버 교수는 이 공룡의 이빨을 고려하면 무는 힘의 추정치가 급증한다고 지적했다. 쳉 교수도 “이빨 끝이 날카로울수록 같은 근력이 주어졌을 때 무는 힘은 잠재적으로 커진다. 왜냐하면 이 힘은 이빨 끝에 집중되기 때문”이라고 덧붙였다.

강력한 무는 힘을 가진 모든 동물들이 거대하고 이빨이 많은 것은 아니다. 어떤 종은 심지어 포식자도 아니다. 2019년 영국왕립학회보B(Proceedings of the Royal Society B)에 발표된 연구논문에 따르면, 핀치새(되새류) 중 하나인 큰땅핀치는 몸 크기에 비해 가장 강한 무는 힘을 갖고 있다. 이 새의 몸무게는 33g에 불과하지만, 그 부리는 70N이나 되는 힘으로 딱딱한 견과류나 씨앗을 깰 수 있다. 만일 이 새가 티라노사우루스 크기였다면 무는 힘은 320배인 1120만 N이 된다.

그렇다면 사람의 무는 힘은 얼마나 될까. 우리 중 가장 강한 무는 힘은 1000N 정도라고 한다. 따라서 사람은 동물과 비교할 대상이 되지 못한다.