STEAM R&E 연구결과보고서

STEAM R&E 연구결과보고서

(한국깔때기거미의 거미줄 특성에 관한 연구)

2015. 11. 17.

서울고등학교

< 연구결과 요약 >

과 제 명 한국깔때기거미의 거미줄 특성에 관한 연구

연구목표

한국산 정주성 거미류의 거미줄 물성 및 정성분석을 통하여 앞으로 거미 견 사를 활용, 산업화하는데 기초자료로 활용하고, 거미줄 구조의 특징을 이용하 여 인간의 생활에 도움이 되도록 한다.

연구방법

가. 거미줄의 물성 조사 -화학적 정성분석

2015년 6월부터 10월에 걸쳐 서울시 동작구 사당1동, 서울시 관악구 남현동 관악산에서 한국깔때기거미, 들풀거미 다수를 채집하였다. 야외에서 직접 채취한 거미줄을 화학적 정성분석을 하는 재료로 사용하려 했지만 불순물이 너무 많이 묻어 있어서 분석에 어려움이 있었기 때문에 채집한 두 종의 거미를 사육통에 개별 사육하여 불순물이 섞이지 않은 거미줄을 채취하였다. 채취한 거미줄은 6N HCl 30ml 정도에 24시간 가수분해하였다. 가수분해가 끝난 뒤 초순수로 희석시킨 후 0.45um 수용성 syringe filter로 filtering한 후, 가수분해 된 시료를 다시 3차 증류수로 희석한 후 HPLC(Ultimate 3000)로 분석하였다.

나. 거미줄의 구조적 특징 관찰 -사육 거미의 거미줄 형태 비교

한국깔때기거미 15개체를 각각 내부 구조가 다른 사육통(원형PS케이지)에 사 육하여 거미줄의 형태를 비교하였다. 각 사육통의 구조는 구조물을 넣은 것(구조 물 사육)과 넣지 않은 것(일반 사육)으로 구분하였다. 구조물을 넣은 것은 루바망 을 비스듬히 뉘여 놓은 것(Ⅰ), 중앙에 돌을 놓은 것(Ⅱ), 중앙에 긴 막대를 수직으 로 세워 놓은 것(Ⅲ)으로 3가지이고, 구조물을 넣지 않은 것은 바닥재만 깔아준 것(Ⅳ), 바닥재를 높이 깔아준 후 구멍을 뚫은 것(Ⅴ)으로 2가지이다. 각 사육통에 한 마리씩 한국깔때기거미를 투입한 후 14일 이상 거미줄을 치도록 어두운 곳에 둔 뒤 거미줄을 관찰했다.

다. 거미줄의 세부 구조적 특징 조사 -주사전자현미경(SEM) 촬영

한국깔때기거미 거미줄의 각 부위(일반부위, 접합부위, 굴 내부)별 거미줄을 양면 테이프로 고정시킨 후, 재료대에 올려 이온 코팅기(108auto)로 백금(Pt) 코팅을 하였다. 코팅된 시편을 주사전자현미경(JEOL JSM-6390LV) 내부에 넣고 진공상 태로 만들어 관찰하였다.

연구성과

가. 한국깔때기거미의 거미줄을 화학적 정성분석을 통해 분석해 본 결과 총 17종 의 아미노산이 검출되었으며 Glycine이 26.72(mol%), Serine이 20.29(mol%), Alanine이 14.79(mol%)로 이 세 종류 아미노산의 양이 가장 많이 검출되었다.

나. 한국깔때기거미는 몸을 숨길 어두운 공간을 선호하는 습성을 지녔고, 필요한 경우 굴을 직접 만들어 자신의 몸을 숨길 공간을 만든다는 것을 알게 되었다.

또한 굴의 입구와 출구가 나누어진 것으로 보아 굴의 형태는 한국깔때기거미의 몸의 형태에 가장 적합한 것이고, 위협을 느꼈을 때 반대쪽에 있는 출구를 통해 달아나는 것을 보아 이 굴의 형태는 한국깔때기거미가 탈출하는 것에도 매우 유리 한 구조라고 사료된다.

다. 한국깔때기거미의 거미줄은 가로줄과 세로줄을 구별할 수 없을 뿐 아니라 염주알 형태의 구조도 관찰할 수 없었다. 이는 한국깔때기거미가 점성이 있는 거미줄로 먹이를 잡지 않으며, 먹이가 거미줄에 떨어졌을 때 진동만으로 먹이를 감지하고 사냥한다고 할 수 있다.

주요어 (Key words)

거미목, 가게거미과, 깔때기거미속, 한국깔때기거미, 풀거미과, 풀거미속, 들풀거미, 화학적 정량분석, 주사전자현미경(SEM), 거미줄 구조

1. 개요

□ 연구목적

○ 본 연구를 착수하게 된 동기

참여 학생 중 한 명이 평소 거미에 관심이 많아 꾸준히 채집과 관찰 및 선행 연구 검토를 진행하던 중 한국산 무당거미의 거미줄 물성 (物性) 및 화학적 정량분석에 관한 연구 논문을 읽고 무당거미의 거미줄이 일반 화학섬유인 나일론과 강력(强力)이 비슷하며 누에 실크 보다 2배 정도 높다는 것을 알게 되었다. 거미줄의 특성을 좀 더 연구하여 실생활에 응용하는 방법을 찾아보고자 주변에서 가장 흔하게 접할 수 있는 한국깔때기거미의 거미줄을 대상으로 연구를 진행하게 되었다.

○ 연구 목적

현재 거미줄은 양말이나 장갑 등의 직물 원료로 이용된 바가 있으며 수술용 봉합사나 의약품, 인공 힘줄 등 의료용으로 사용되고 있고, 방탄복이나 낙하산 줄 등 군사용으로도 이용되고 있어 신소재로 각광받고 있다. 이 연구는 한국산 정주성(定住性) 거미류의 거미줄 물성 및 정성분석을 통하여 앞으로 거미 견사를 활용, 산업화하는 데 기초자료로 활용하고, 거미줄 구조의 특징을 이용하여 인간의 생활에 도움이 되도록 하는 것에 목적이 있다.

○지역 특성 및 학교 여건

본교는 서울 서초구에 위치한 일반계 공립 남자고등학교로 학생들 의 학교에 대한 자부심과 기대가 크다. 2010년부터 과학중점학교 로 지정되어 다양한 과학관련 활동 프로그램을 운영하고 있고 참여 도도 매우 높다. 특히 1학년의 ‘주제중심 소그룹 탐구 대회’, 2학년 의 ‘지역사회·동문과 연계한 R&E 과제 연구 대회’ 등 학생들이

스스로 연구 과제를 선정하여 장기간 연구 활동을 수행하고 그 결과를 발표하는 기회가 많아 학생들의 탐구 역량이 크게 향상되고 있다. 또한 전통 있는 과학 관련 상설동아리 및 다수의 자율학술동 아리가 조직되어 비슷한 관심을 가진 학생들이 자발적으로 협동적 인 탐구 활동을 수행하는 문화가 형성되어 있다.

□ 연구범위

○ 연구 분야 및 범위

- 한국깔때기거미와 비교군인 들풀거미의 거미줄의 형태를 관찰하고 성분을 분석하여 그 특성을 알아보았다.

○ 진행 단계

- 한국깔때기거미와 들풀거미 개체 및 거미줄 관찰과 채집 - 한국깔때기거미와 들풀거미 사육 및 거미줄 관찰

- 서울대학교 농생물과학공동기기원에 의뢰하여 거미줄 성분 분석 - 서울특별시 과학전시관 개방형 실험실 및 경동대학교 임상병리과

연구실에서 거미줄의 주사전자현미경 사진 촬영

2. 연구 수행 내용

□ 선행 연구

거미는 절지동물문 거미강 거미목에 속하는 동물로, 전세계적으로 114 과 3,960속 45,000여 종이 연구 발표되었으며, 한국산 거미목은 48과 281속 794종(김주필 외 3인, 2015)이 보고되었다. 거미는 형태적으로 머리가슴과 배로 나뉘며 더듬이다리 한 쌍과 다리 네 쌍을 가진다. 이들은 거미줄을 치지 않고 돌아다니는 배회성 거미와 거미줄을 치고 생활하는 정주성 거미로 나뉜다. 한국산 정주성 거미의 거미줄에 대한 연구는 김주필 (1985)의 “한국산 큰새똥거미의 거미줄에 관한 생태학적 고찰”에서 시작 되었으며 그 후 거미줄의 연구(김주필, 1996)에서 거미 실젖 및 실샘의

종류와 역할, 거미줄 보존법 등 세부적인 연구가 이루어졌다. 이후, “한국산 무당거미의 물성 및 화학적 정성분석에 관한 연구(김주필 외 3인, 1997)”,

“한국산 산왕거미의 거미줄 물성 및 화학적 정성분석에 관한 연구(김주필 외 3인, 1997)”를 통해 거미줄의 우수성을 규명했다.

위턱 아래

턱

책허 파

실샘

실젖

Fig 1. 거미의 신체 구조 Fig 2. 가게거미과의 실젖

□ 이론적 배경

1. 거미줄(Spider Web)

거미의 방적돌기에서 분비되는 사냥 또는 거주지 제작 등에 이용되 는 동물성 견사를 일컫는다. 거미줄은 본래 고체 상태가 아닌 액체 상태의 물질로, 실샘에서 생산된 액체 형태의 견사물질이 실젖(방적 돌기)을 따라 방출되어 공기와의 접촉으로 굳어져 만들어진다. 거미 줄은 원형 그물, 불완전 원형 그물, 변형 원형 그물, 깔때기 그물, 줄 그물, 불규칙 그물, 차일 그물, 전대 그물 등 과에 따라 매우 다양한 형태를 가진다. 이 연구에서 재료로 사용된 한국깔때기거미의 거미그 물 형태는 깔때기 그물(Funnel Web)이며 가게판 그물이라고도 한다.

이 그물은 가게거미과의 거미줄 형태에서 주로 나타난다. 풀숲, 관목, 교목, 나무껍질사이, 돌담 틈, 바위 틈, 집구석 등에 조밀하게 짜여진 가게판을 치고 그 한 쪽 구석에 터널 형태의 굴을 만들고 숨어 있다.

Fig 3, 4, 5, 6. 다양한 형태의 깔때기(가게판) 그물

2. 연구에 사용된 종

1) 한국깔때기거미(Paracoelotes spinivulus)

거미목 가게거미과 깔때기거미속의 절지동물. 몸길이는 암컷의 경 우 약 14~19mm, 수컷의 경우 약 12~16mm 까지 자란다. 몸 전체 가 검은색이며 가끔 갈색을 띄는 개체도 있다. 복부는 긴 난형으로, 염통무늬나 4~5쌍의 살깃무늬를 가지는 개체도 있다. 주로 인가 근 처의 돌담 틈새나 산야의 바위틈 등에 깔때기형태의 그물을 치고 살 아간다. 출현기는 4~10월이다. 한국뿐 아니라 중국, 러시아 등지에 걸쳐 분포한다.

Fig 7. 한국깔때기거미 암컷 Fig 8. 한국깔때기거미 수컷

Fig 9. 야생 한국깔때기거미 Fig 10. 한국깔때기거미의 거미줄

2) 들풀거미(Agelena limbata)

거미목 가게거미과 풀거미속의 절지동물. 몸길이는 암컷의 경우 약 15mm~19mm, 수컷의 경우 약 12mm~14mm 까지 자란다. 복부는 방추형으로 뒤 끝이 뾰족하며, 황갈색 바탕에 7~8쌍의 八자모양의 무늬가 있다. 주로 산야의 풀숲이나 관목 등의 나뭇가지에 넓고 불규 칙한 거미줄을 치고 중앙부 터널을 만들어 살아간다. 출현기는 6~9 월이다. 한국, 일본, 중국, 러시아, 미얀마 등지에 넓게 분포한다.

Fig 11. 들풀거미 암컷 Fig 12. 들풀거미 수컷

Fig 13. 야생 들풀거미 Fig 14. 들풀거미의 거미줄

□ 연구주제의 선정 ○ 문제의 착안점

거미줄은 강도가 매우 강하므로 의료 및 군사용 물품 제작에 활용 가능성 이 매우 높다고 보고, 거미줄을 활용하기 위해서는 거미줄에 대한 기초적인 자료가 많이 축적되어야 한다는 생각에서 거미줄의 특성에 대한 연구를 수행하기로 하였다.

○ 연구주제의 선정 과정

주위에서 흔히 볼 수 있는 한국깔때기거미를 선택하여 자연 상태의 거미 줄의 특성, 사육 거미 거미줄의 특성, 거미줄의 화학적 성분, 구조적 특징에 대해 탐구하고, 그런 특성을 좀 더 확실히 드러내게 하기 위한 비교군으로 서 들풀거미의 거미줄도 함께 분석하기로 하였다.

□ 연구 방법

○ 채집한 종 관찰

2015년 6월부터 10월에 걸쳐 한국깔때기거미, 들풀거미 다수를 채집했 다. 한국깔때기거미는 주로 인가 근처 담벼락 사이나 산의 바위틈, 아파트 배수구 등에서 채집되었다. 주로 낮에는 깔때기 형태의 거미줄 안에 숨어 있다가 야간에 굴 입구 앞에서 먹이를 기다린다. 이때 핀셋으로 굴 앞에 나와 있는 거미의 다리를 잡아당겨 끌어내는 방식으로 채집했다. 굴 입구 에 거미가 나와 있지 않은 경우 나뭇가지를 거미줄에 갖다 대고 살살 흔들

어 먹이인 것처럼 착각시켜 유인하는 방법으로 채집했다. 6월부터 9월 초 까지는 채집지에서의 성비가 비슷했지만 9월 말에 접어들면서 부터는 암컷의 개체수가 줄고 수컷의 개체수가 늘어난 것을 확인할 수 있었다.

이때 짝짓기를 하기 위해 암컷을 찾아 배회하는 수컷도 많이 관찰되었다.

들풀거미는 주로 회양목이나 탱자나무, 향나무 등의 작은 나무 위 또는 인가 근처 울타리나 가드레일 등 인공구조물에서도 채집되었다. 주로 넓고 불규칙한 가게판 거미줄을 치고 한구석에 터널 모양의 굴을 만들어 그 속에 들어가 있다. 가게거미과, 특히 풀거미속의 거미들은 평소 이 터널 구조에 들어가 있다가 먹이가 가게판 위로 떨어지면 가게판 위로 달려가 먹이를 잡고, 위협을 느끼면 터널 뒤 끝으로 도망가는 것을 관찰할 수 있었다. 채집할 때에는 뒤로 빠져나갈 수 있는 통로를 차단하고 거미를 넓은 가게판 위로 끌고나와 직접 손으로 채집했다. 5월초에 수컷의 개체수 가 많고 8월 중순이 지나면 수컷의 수가 줄고 임신한 암컷 개체수가 늘어난 다. 10월쯤이 되면 다면체 모양의 새하얗고 질긴 알집을 거미그물 중앙에 만들어 놓고 지킨다. 이 두 종은 외형적으로는 차이가 많지만 비슷한 형태 의 거미줄을 치고 살아가며 인가 근처를 선호하는 습성을 지니고 있다는 공통점을 발견할 수 있었다.

○ 거미줄의 물성 조사 -화학적 정성분석

1) 조사지역 및 채집 방법

서울시 동작구 사당1동, 서울시 관악구 남현동 관악산에서 한국깔때기 거미, 들풀거미 다수를 채집하였다. 야외에서 직접 채취한 거미줄을 화학 적 정성분석을 하는 재료로 사용하려 했지만 불순물이 너무 많이 묻어 있어서 분석에 어려움이 있었기 때문에 채집한 두 종의 거미를 사육통에 개별 사육하여 불순물이 섞이지 않은 거미줄을 채취하였다.

Fig 15, 16, 17. 거미줄 채취 및 거미 채집

Fig 18. 한국깔때기거미 개별 사육 Fig 19. 들풀거미 개별사육

Fig 20. 한국깔때기거미 개별사육통 내부 Fig 21. 한국깔때기거미 개별사육통 내부

Fig 22. 거미줄 불순물 제거

Fig 23. 불순물이 섞이지 않은 거미줄

2) 물성 조사

채취한 거미줄은 6N HCl 30ml 정도에 24시간 가수분해하였다. 가수분해 가 끝난 뒤 초순수로 희석시킨 후 0.45um 수용성 syringe filter로 filtering 한 후, 가수분해 된 시료를 다시 3차 증류수로 희석 한 후 HPLC(Ultimate 3000)로 분석하였다.

Aminoacid Amount Ratio Ratio

　 mg/g % mol%

Cysteine 6.13 0.73 0.65 Methionine 3.90 0.46 0.33 Aspartic acid 66.66 7.93 6.42 Glutamic acid 77.84 9.26 6.78 Serine 121.17 14.42 14.79 Histidine 4.45 0.53 0.37 Glycine 156.40 18.61 26.72 Threonine 25.11 2.99 2.70 Arginine 21.90 2.61 1.61 Alanine 140.94 16.77 20.29 Tyrosine 62.35 7.42 4.41 Valine 33.27 3.96 3.64 Phenylalanine 23.98 2.85 1.86 Isoleucine 28.91 3.44 2.83 Leucine 43.63 5.19 4.26

Lysine

12.62 1.50 1.11 Proline 10.95 1.30 1.22

Table 1. 한국깔때기거미 화학적 정성분석 결과

Aminoacid Amount Ratio Ratio

　 mg/g % mol%

Cysteine 2.95 0.48 0.42 Methionine 3.65 0.59 0.42 Aspartic acid 29.26 4.72 3.81 Glutamic acid 31.54 5.09 3.71 Serine 162.83 26.27 26.85 Histidine 2.56 0.41 0.29 Glycine 99.84 16.11 23.04 Threonine 19.67 3.17 2.86 Arginine 11.67 1.88 1.16 Alanine 90.21 14.56 17.54 Tyrosine 44.06 7.11 4.21 Valine 25.01 4.04 3.70 Phenylalanine 27.85 4.49 2.92 Isoleucine 23.70 3.82 3.13 Leucine 40.70 6.57 5.38 Lysine 3.00 0.48 0.36 Proline 1.27 0.20 0.19

Table 2. 들풀거미 화학적 정성분석 결과

○ 거미줄의 구조적 특징 관찰

한국깔때기거미 15개체를 각각 내부 구조가 다른 사육통(원형PS케이 지)에 사육하여 거미줄의 형태를 비교하였다. 각 사육통의 구조는 구조물 을 넣은 것(구조물 사육)과 넣지 않은 것(일반 사육)으로 구분하였다.

구조물을 넣은 것은 루바망을 비스듬히 뉘여 놓은 것(Ⅰ), 중앙에 돌을 놓은 것(Ⅱ), 중앙에 긴 막대를 수직으로 세워 놓은 것(Ⅲ)으로 3가지이고,

구조물을 넣지 않은 것은 바닥재만 깔아준 것(Ⅳ), 바닥재를 높이 깔아준 후 구멍을 뚫은 것(Ⅴ)으로 2가지이다. 각 사육통에 한 마리씩 한국깔때기 거미를 투입한 후 14일 이상 거미줄을 치도록 어두운 곳에 둔 뒤 거미줄을 관찰했다.

1) 구조물 사육

Fig 24. (Ⅰ)의 측면 Fig 25. (Ⅰ)의 상면

Fig 26. (Ⅱ)의 측면 Fig 27. (Ⅱ)의 상면

Fig 28. (Ⅲ)의 측면 Fig 29. (Ⅲ)의 상면

2) 일반 사육

Fig 30. (Ⅳ)의 측면 Fig 40. (Ⅳ)의 상면

Fig 41. (Ⅴ)의 측면 Fig 42. (Ⅴ)의 상면

○ 거미줄의 세부 구조적 특징 조사 -주사전자현미경(SEM) 촬영

한국깔때기거미의 각 부위(일반부위, 접합부위, 굴 내부)별 거미줄을 양 면테이프로 고정시킨 후, 재료대에 올려 이온 코팅기(108auto)로 백금 (Pt) 코팅을 하였다. 코팅된 시편을 주사전자현미경(JEOL JSM-6390LV) 내부에 넣고 진공상태로 만들어 관찰하였다.

Fig 43. 주사전자현미경(JEOL JSM-6390LV) Fig 44. 이온코팅기(108auto)

Fig 45. 백금코팅이 완료된 시편 Fig 46. 시편 투입

Fig 47. SEM 촬영(Ⅰ) Fig 48. SEM 촬영(Ⅱ)

1) 일반부위

Fig 50. 300x Fig 51. 500x

Fig 52. 1000x Fig 53. 2000x

Fig 54. 3000x Fig 55. 5000x

Fig 56. 8000x Fig 57. 10000x

2) 접합부위

Fig 58. 300x Fig 59. 500x

Fig 60. 1000x Fig 61. 2000x

Fig 62. 3000x Fig 63. 5000x

Fig 64. 8000x Fig 65. 10000x

3) 굴 내부

Fig 66. 300x Fig 67. 500x

Fig 68. 1000x Fig 69. 2000x

Fig 70. 3000x Fig 71. 5000x

Fig 72. 8000x Fig 73. 10000x

4) 타 거미줄과의 비교

Fig 64. 일반 정주성거미의 거미줄 Fig 65. 한국깔때기거미의 거미줄

□ 연구 활동 및 과정

○ 월별 연구 추진 실적

○ 시설 활용 실적

시설 기기명 활용 내용

서울대 농생물과학

공동기기원 ^{아미노산 분석기}

한국깔때기거미 거미줄의 아미노산 성분 분석 서울대 농생물과학

공동기기원 ^{아미노산 분석기}

들풀거미 거미줄의 아미노산 성분 분석

서울특별시과학전시

관 개방형 실험실 전자현미경 한국깔때기거미 거미줄의 구조 사진 촬영

한양대학교 전자현미경 한국깔때기거미 거미줄의 구조 사진 촬영

내 용 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 배경자료 조사, 연구계획서 작성

연구방법 학습 및 선행 연구 고찰 거미 채집 및 사육, 거미줄 채취 거미줄 성분 분석 및 전자현미경 촬영

보고서 작성 및 페스티벌 참가

○ 외부 전문가 자문 내용

3. 연구 결과 및 시사점

○ 거미줄의 화학적 정석분석 결과

한국깔때기거미 거미줄의 화학적 정성분석 결과 총 17종의 아미노산이 검출되었으며 Glycine이 26.72(mol%) , Serine이 20.29(mol%), Alanine 이 14.79(mol%)로 이 세 종류 아미노산의 양이 가장 많이 검출되었다.

대조군 들풀거미의 거미줄에서는 Serine이 26.85(mol%), Glycine이 23.04(mol%), Alanine이 17.54(mol%)로, 또한 이 세 종류 아미노산이 가장 많이 검출되었다. 이 세 종류의 아미노산은 모두 견사와 같은 동물성 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나이다. 이들은 간단한 탄소화합물로, 원자간 공유결합을 끊기 어려워 반응성이 작고 안정적이다. 이 같은 특성 때문에 거미줄이 타 견사들 보다 강도가 높은 것으로 사료된다. 다만 한국 산 정주성 거미의 거미줄을 물성조사한 사례는 매우 적기 때문에 앞으로 더 많은 종류의 거미줄을 화학적 정성분석을 통해 연구를 해야 더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

○ 거미줄의 구조적 특징

한국깔때기거미 15개체를 다양한 구조의 사육통에서 사육하여 거미줄 의 구조적 특징 관찰해본 결과, 루바망을 비스듬히 뉘여 놓은 사육통(Ⅰ)의 한국깔때기거미는 루바망의 아래쪽에 거주하는 입구와 출구가 각각 1개씩 존재하는 터널형태의 굴을 만들고 벽면을 따라 둥글게 거미줄을 쳤다.

중앙에 돌을 넣은 사육통(Ⅱ)의 한국깔때기거미는 돌을 중심으로 원형의

일정 자문 내용

6월 - 거미 채집, 거미 사육 방법 자문

9월 - 시료 분석 의뢰, 전자현미경 촬영 방법 자문 10월~

11월 - 결과 분석에 대한 자문

거미줄을 바닥면과 벽면에 연결해서 쳤다. 중앙에 나무막대를 꽂아 놓은 사육통(Ⅲ)의 한국깔때기거미는 막대의 중간지점부터 바닥면을 이어 원 뿔형태의 거미줄을 쳤다. 아무것도 넣지 않은 사육통(Ⅳ)의 한국깔때기거 미는 벽면과 바닥에 불규칙적으로 거미줄을 쳤다. 이때 입구와 통로가 각 1개씩 존재하는 굴을 만들었다. 바닥재를 높이 깔아준 후 구멍을 뚫은 사육통(Ⅴ)의 한국깔때기거미는 그 구멍 안쪽 깊숙이 이어지는 터널형태 의 굴을 만들고 굴의 입구에서 벽면으로 되는 방사실 여러 가닥을 연결시켰 다. 이 관찰을 통해 한국깔때기거미는 몸을 숨길 어두운 공간을 선호하는 습성을 지녔고, 필요한 경우 굴을 직접 만들어 자신의 몸을 숨길 공간을 만든다는 것이 밝혀졌다. 또한 굴의 입구와 출구가 나누어진 것으로 보아 굴의 형태는 한국깔때기거미의 몸의 형태에 가장 적합한 것이고, 위협을 느꼈을 때 반대쪽에 있는 출구를 통해 달아나는 것을 보아 이 굴의 형태는 한국깔때기거미가 탈출하는 것에도 매우 유리한 구조라고 사료된다.

○ 한국깔때기거미 거미줄의 세부 구조적 특징

주사전자현미경을 통해 한국깔때기거미 거미줄의 세부 구조적 특징을 조사해본 결과, 육안으로는 한 가닥으로 보이는 거미줄이 수백가닥으로 이루어진 것을 확인할 수 있었다. 그 여러 가닥은 규칙성 없이 얼기설기 얽혀 있었으며 여러 가닥이 꼬여 있거나 서로 다른 가닥끼리 걸려 있는 모습도 관찰되었다. 여기서 주목해야할 점은 한국깔때기거미의 거미줄은 아무 특징 없이 직선형태라는 것이다. 대개 일반적으로 알려진 정주성 거미(무당거미, 산왕거미 등)들은 가로줄에 점성을 지닌 염주알 모양의 물질이 있는데, 한국깔때기거미의 경우, 가로줄과 세로줄을 구별할 수 없 을 뿐 아니라 염주알 형태의 구조도 관찰할 수 없었다. 이는 한국깔때기거 미가 점성이 있는 거미줄로 먹이를 잡지 않으며, 먹이가 거미줄에 떨어졌을 때 진동만으로 먹이를 감지하고 사냥한다고 할 수 있다.

4. 홍보 및 사후 활용

- 본 연구에서 인장강도 실험을 통해 한국깔때기거미의 강력 및 섬도, 신도의 우수성에 관해서도 규명하기 위해 UTM(만능재료시험기)를 보유하 고 있는 서울대, 고려대, Fiti 시험 연구원, 효성기술원 등에 의뢰하였으나 UTM에 거미줄처럼 가늘고 약한 시료를 설치하여 실험 할 액세서리가 없거 나 마이크로 인장시험기가 있어도 하중 Range가 1~25kg 이상인 시료만 시험이 가능하다고 하여 거미줄의 강력, 섬도, 신도를 측정하지 못하였다.

후속 연구를 진행하게 된다면 UTM을 보유하고 있는 기관을 찾아 한국깔때 기거미 거미줄의 강력, 섬도, 신도를 측정하려고 하며 적당한 UTM을 보유 한 기관을 찾지 못할 경우 경북대학교 대학원 바이오섬유소재학과 석사 학위논문에 기재된 내용처럼 거미줄을 필름으로 제작하여 강도를 측정하 는 실험을 진행하려고 한다. 그리고 거미줄에 열이나 냉기를 가해 거미줄의 내열성 및 내한성에 관해 연구를 진행해 볼 예정이다. 또한 본 연구에서 전자현미경을 통한 거미줄의 세부 구조 분석은 한국깔때기거미 한 종에 관해서만 국한되어 있으므로 가게거미과의 타 종들의 거미줄과 한국 깔때 기거미 거미줄의 세부 구조적 특징을 비교해 볼 것이다.

- 2016년 한국생태환경과학협의회 학술발표대회 및 2016년 제71회 한국 생물과학협회 정기학술대회에 참가할 예정이다.

5. 참고문헌

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