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비행, 잠수, 의사소통, 사냥, 체온 유지…
생물의 생존과 번성을 이끈 날개 이야기

철새는 어떻게 이틀 내내 쉬지 않고 날아갈까?
곤충의 날개에는 왜 맥이 있을까?
날개로 체온도 유지하고 숨도 쉰다고?
날치는 어떻게 수백 미터를 날아갈까?

지구상의 모든 생물은 각자 환경에 맞는 특별한 능력을 키워 약육강식의 논리가 지배하는 자연환경에서 살아남았다. 그중에서도 날개는 경이로운 진화의 산물로, 생물이 진화하고 생존한 과정을 이해하기에 흥미로운 주제다. 《펭귄이 날개로 날 수 있다면》은 조류, 파충류, 포유류, 어류 등 날개가 있는 생물들이 어떻게 자연에 적응했는지 추적한다.
날개의 기능으로 가장 먼저 연상할 수 있는 것은 물론 비행이다. 그런데 이 책은 여기에서 더 나아가 잠수, 사냥, 의사소통, 체온 유지 등 날개가 가진 놀랍고 다채로운 능력까지 보여 준다. 예를 들어 펭귄의 날개는 하늘을 날지는 못하지만 바닷속을 빠르고 깊게 헤엄치는 데 탁월하다. 타조의 날개는 시속 70킬로미터까지 이르는 타조의 빠른 달리기 속도를 조절하고 균형을 잡아 주는 기능을 한다. 딱정벌레는 날개를 몸을 보호하는 방패처럼 이용하고, 귀뚜라미는 날개로 마찰음을 내서 짝을 유혹한다.
이 책에서 살펴보는 지식은 생물학에만 그치지 않는다. 비행기, 제트기, 헬리콥터 등 하늘을 나는 다양한 발명품의 원리도 소개한다. 이를 통해 인간이 어떻게 자연에서 아이디어를 얻어 과학기술을 발전시켰는지 알려 준다. 하늘을 나는 물체의 공기역학적인 원리를 살펴보면 날개가 얼마나 경이로운 진화의 산물인지 실감할 수 있다.

고대의 화석부터 유전자의 비밀까지
생물과 자연을 탐구하는 직업 세계

살아남기 위한 진화해 온 생명의 역사는 여러 학자의 오랜 노력으로 많은 비밀이 밝혀졌다. 이 책은 생물과 자연을 연구하며 생태계의 신비를 탐구하는 다양한 직업을 소개한다. 화석을 바탕으로 까마득한 과거의 생물을 추적하는 고생물학자, 곤충의 습성과 활용 방안을 연구하는 곤충 연구원, 유전자를 분석해 생물의 진화 과정을 추적하는 유전공학 연구원 등 학계의 여러 직업을 소개한다. 이뿐만 아니라 자연사박물관 큐레이터처럼 대중에게 생물학 지식을 쉽고 재미있게 전달하는 직업까지 폭넓게 다룬다. 여기에 더해 어느 학과에서 어떤 공부를 해야 하는지, 어떤 시험을 준비해야 하는지 등 진로에 대비하는 실제적인 방법도 알려 준다. 생물과 생태계에 관심이 많은 독자라면 이 책으로 생태계 곳곳의 경이로운 면모를 느낄 수 있을뿐더러 관련 진로까지 구체적으로 접하고 미래를 설계할 수 있다.

<지식 더하기 진로> 시리즈 소개

새로운 지식을 쌓다
더 나은 미래를 열다

진정한 ‘앎’은 ‘삶’이 된다. <지식 더하기 진로> 시리즈는 세상을 살아가는 힘이 될 기초 지식을 제공함으로써 청소년 독자가 진로를 설정하는 데 도움을 준다. 하나의 교과목에 한정되지 않은 독특한 키워드를 중심으로 과학, 인문, 역사, 사회 등 다양한 분야의 폭넓은 기초 지식을 제공한다. 이를 통해 독자 스스로 자신이 어떤 지식에 흥미를 느끼는지 파악할 수 있게 한다. 또 각 장의 끝에 해당 지식과 관련된 직업들을 소개해 구체적으로 진로를 구상하도록 안내한다. 정확한 지식, 정보와 함께 현장의 생생한 목소리를 들려준다. ‘생로병사’ ‘동물원’ ‘날개’ ‘전자화폐’ 등 구체적이고 독특한 소재를 중심으로 관련 지식을 담아냄으로써 기존에 출간된 진로 분야의 타 출판사 책들과 차별화한다.

공부할 분야 4
들어가며┃살아남기 위한 진화의 여정을 추적하다 6

1장 날개는 어떻게 하늘을 가로지를까?
비행기는 어떻게 하늘을 날까? 17
나아가는 힘인 추력과 저항하는 힘인 항력 ┃ 비행기를 들어 올리는 힘, 양력 ┃ 베르누이의 원리로 이해하는 양력 ┃ 열기구와 부력
새들에게 배우는 비행의 핵심 기술 27
새의 뼈에는 구멍이 뚫려 있다고? ┃ 힘찬 날갯짓의 원동력, 가슴근육 ┃ 날개 뼈는 어떻게 생겼을까? ┃ 날개 모양의 작은 차이가 나는 방법을 결정짓는다 ┃ 날개 형태와 비행 능력의 차이 ┃ 새들이 비행하는 3가지 방식 ┃ 공중 정지와 후진 ┃ 이착륙의 요령 ┃ 기류를 타는 특별한 방법, 활공
곤충은 어떻게 하늘을 날까? 46
곤충의 날갯짓 ┃ 공중 정지를 위한 날갯짓 ┃ 비행 효율을 높이는 날개 움직임 ┃ 미래의 비행술
진로 찾기 항공우주공학자 57
진로 찾기 자연사박물관 큐레이터 60

2장 인간이 꿈꿔 온 새의 날개
더 쉽고 빠르게 날기 위한 전략 65
바람을 이용하는 새들 ┃ 에베레스트산도 넘는 줄기러기의 날개 ┃ 기러기는 왜 무리 지어 날아갈까? ┃ 철새가 이주하는 이유 ┃ 철새는 얼마나 높이 날 수 있을까?
날지 못하는 새? 79
도도새가 멸종한 이유 ┃ 날지 못하면 경쟁력이 없을까? ┃ 큰 몸집이 경쟁력인 새 ┃ 날기 위한 가슴과 뛰기 위한 골반
생존을 위한 만능열쇠, 깃털 89
깃털의 각도에 따라 비행 방식도 달라진다 ┃ 깃털 색이 화려한 이유 ┃ 무지갯빛 깃털의 비밀은? ┃ 깃털을 젖지 않게 하는 미립자
물속을 날아다니는 새, 펭귄 99
강한 근육과 넓은 어깨뼈가 있는 이유 ┃ 펭귄의 뼈는 왜 밀도가 높을까? ┃ 펭귄과 앨버트로스가 친척이라고? ┃ 펭귄의 깃털은 어떤 역할을 할까? ┃ 펭귄의 깃털과 위장 능력 ┃ 펭귄은 물속에서 어떻게 숨을 쉴까?
진로 찾기 고생물학자 118
진로 찾기 질병관리본부 검역관 121

3장 하늘을 난 최초의 생물, 곤충의 날개
곤충의 날개는 어떻게 진화했을까? 127
곤충은 왜 날개를 갖게 되었을까? ┃ 날개가 매우 컸던 고생대의 곤충 ┃ 꽃 피는 식물과 공진화하다 ┃ 곤충의 역할
알에서 태어나 날개를 갖기까지 134
곤충의 몸은 어떻게 생겼을까? ┃ 곤충의 몸은 무엇으로 이루어져 있을까? ┃ 걷고 헤엄치는 유충이 성충이 되기까지 ┃ 곤충은 어떻게 매끄러운 천장이나 벽에도 잘 붙어 있을까? ┃ 날개를 움직이는 근육
곤충의 날개가 지닌 다양한 능력 144
곤충은 쉴 때 날개를 어떻게 접을까? ┃ 특수하게 변형된 날개 ┃ 날개로 하는 위장과 의사소통
곤충의 날개 무늬에 숨겨진 생존 전략 152
곤충의 날개에는 왜 맥이 있을까?
진로 찾기 곤충 연구원 156
진로 찾기 생태학자 159

4장 얕보면 안 되는 포유류의 날개
스스로 날 수 있는 포유류, 박쥐 165
박쥐의 몸무게가 가벼운 이유 ┃ 효율적으로 비행하는 방법 ┃ 새의 날개보다 더욱 예민한 날개 ┃ 어둠 속을 날아다니는 비결
하늘을 나는 여우, 과일박쥐 178
기억력이 좋은 날여우 ┃ 날아다니며 숲을 가꾸다
바람을 자유로이 타는 날다람쥐 184
날다람쥐의 비행을 위한 외모
날아다니는 뱀과 개구리가 있다고? 190
날치와 날오징어
진로 찾기 생물자원 전문가 196
진로 찾기 유전공학 연구원 199

참고 자료 202
교과 연계 204
찾아보기 206

활공은 따로 힘을 들이지 않고 자연적으로 상승하는 기류를 타는 비행 방법이다. 활공하는 동물은 낙하산을 타고 천천히 내려오듯이 단순히 하강 속도만 줄이는 것이 아니다. 공중에서 몸의 위치를 바꾸면서 공중에 머무는 시간을 늘린다. 무동력으로 신체를 이용해 공기역학적으로 뜨는 힘을 좀 더 오래 받는 방법을 활용한다. 새나 박쥐처럼 날개를 펄럭이며 비행하는 것은 근육의 힘을 이용해 공기역학적인 힘을 만들어 내는 동력 비행이다. 반면에 날다람쥐처럼 활공하는 것은 주변의 공기역학적인 힘을 타고 날아가는 무동력 비행이다.
(/ p.43)

매는 지표가 가열되어 생기는 상승기류를 타고 하늘로 솟아오른다. 많은 철새 또한 바람의 흐름을 이용한다. 맑고 상승기류가 있는 날은 하늘 높이 오르기 적합한 때다. 철새 무리는 장거리 이동을 할 때 수평으로 부는 바람을 이용해서 에너지 낭비를 줄이기도 한다. 미국황금물떼새는 순풍을 타고 3,800킬로미터가 넘는 바닷길을 48시간 동안 한 번도 쉬지 않고 날기도 한다. 고니 같은 기러기목의 새는 8킬로미터 정도의 고도에서 제트기류를 타고 시속 150킬로미터나 되는 속도로까지 빠르게 나는 것으로 알려져 있다.
(/ p.68)

(곤충의) 날개 맥은 날개 전체의 대사 기능을 추진하는 것뿐 아니라 날개를 지지하는 역할도 한다. 날개 맥을 둘러싼 표피층이 두꺼워지고 단단해지면서 날개를 강하고 튼튼하게 만들어 주기 때문이다. (……) 바람을 맞바로 맞이하는 날개 앞쪽 가장자리에는 날개 맥이 두껍게 가까이 서로 붙어 있다. 뒤쪽으로 갈수록 날개 맥이 유연하고 얇아진다. 따라서 곤충의 날개 막 두께는 앞쪽이 두껍고 뒤쪽이 얇아서 추진력을 높이고 항력을 최소화하도록 되어 있다.
(/ p.153)

박쥐의 날개는 새의 날개보다 더 얇고 더 많은 뼈로 구성되어 있다. 그래서 박쥐는 새보다도 날개를 더 정확하게 조절하고 양력을 더 잘 얻는 대신에 항력은 더 잘 줄여서 효율적으로 난다. 날개 막을 엎고 있는 아주 작은 털들은 외부 자극에 작은 감지기 역할을 하기 때문에 박쥐는 공기 중을 어떻게 날고 있는지 알 수 있다.
(/ p.173)