[뉴스스페이스=이종화 기자] 개미의 몸길이는 대개 2~25mm. 그러나 이 미세한 신체 안에는 인간 기준으로 ‘슈퍼히어로’에 가까운 능력이 압축돼 있다. 힘, 방향 감각, 집단지성까지 숫자로 뜯어보면 인간의 한계를 비웃듯 가볍게 넘어선다.

1. 체중 50배를 드는 생체 기계

많은 연구에서 개미는 자신의 체중의 10~50배를 들어 올릴 수 있는 것으로 보고된다. 남미의 특정 종에서는 체중의 수천 배 하중을 견딘 사례도 보고됐지만, 보수적으로 잡아도 ‘50배’는 과학자들이 반복 확인한 수치다.

근력의 비밀은 ‘작은 몸집’에 있다. 근육이 발휘하는 절대 힘은 단면적에 비례하는데, 동물의 크기가 작아질수록 체중 대비 근육 단면적 비율이 상대적으로 커진다. 인간이 개미와 같은 비율의 근육 구조를 가진다면, 성인 한 명이 승용차를 들어 올리는 일도 불가능한 상상은 아니라는 분석이 나온다.

2. 6마리만 모여도 ‘자동 분업’이 시작된다

미국 록펠러대·프린스턴대·로잔대 공동 연구팀은 클로널 레이더 개미 100개 집단을 관찰한 끝에 “개미는 6마리 이상만 모이면 자연스럽게 역할이 분화된다”는 결과를 내놨다. 6마리 이하에서는 개별 개미가 비슷한 일을 하지만, 6마리를 넘는 순간부터는 일부는 먹이 수집, 일부는 유충 돌봄, 일부는 둥지 관리로 업무가 갈라지는 패턴이 반복 관찰됐다.

흥미로운 점은, 별도의 지시 체계가 없는 ‘자발적 분업’이라는 것이다. 연구를 이끈 다니엘 크로나우어 교수는 이전 연구에서 개미의 분업에 ‘ilp2(인슐린 유사 펩타이드 2)’라는 호르몬이 관여한다는 사실을 제시했다. ilp2의 발현 정도가 달라지면서 생식 가능성·대사 상태가 바뀌고, 이 차이가 곧 역할 분화와 노동 특화로 이어진다는 설명이다.

3. 미로 속에서도 최단 경로를 찾는 군집 알고리즘

프린스턴대 데보라 고든 교수 연구 등 개미 행동 분석에 따르면, 개미 군체는 미로 구조의 환경에서도 반복 탐색과 페로몬 강화·소멸 과정을 통해 ‘사실상 최단 경로’에 해당하는 길을 선택하는 경향을 보인다. 개별 개미는 단순히 ‘냄새가 더 진한 곳’을 따라 움직일 뿐이지만, 수천 번의 왕복과 함께 최단 경로에 페로몬이 집중되면서 길이 자동으로 최적화되는 구조다.

이 알고리즘은 ‘개미 군집 최적화(Ant Colony Optimization, ACO)’로 모델링돼 실제 통신망, 물류 최적화, 경로 탐색 알고리즘 설계에 활용되고 있다. 집단지성의 첫 실험실이 사실은 자연 속 개미집이었다는 평가가 나오는 이유다.