날개깃
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1. 개요
날개깃은 새의 날개에 위치하며 비행에 필수적인 깃털을 의미한다. 날개깃은 위치에 따라 1차, 2차, 3차 날개깃으로 구분되며, 각각 추진력, 양력, 기류 정돈 등의 역할을 한다. 특히 1차 날개깃은 좁고 길며, 2차 날개깃은 넓고 짧다. 날개깃 외에도 알룰라, 덮깃, 꼬리깃 등이 있으며, 꼬리깃은 방향 조절에 도움을 준다. 날개깃은 털갈이를 통해 교체되며, 날개 공식과 주 뻗음을 통해 종을 구분하는 데 사용된다. 어린 새와 성체 새의 날개깃은 모양과 길이에서 차이를 보이며, 비행 능력에 영향을 미친다.
꼬리깃(Rectrices, 단수형 rectrix)은 라틴어로 "키잡이"를 의미하며, 새가 비행 중 제동하고 방향을 조종하는 데 도움을 주는 깃털이다.[1] 이 깃털은 해부학적 꼬리 뒷부분의 단일 수평 열에 위치한다. 중앙 한 쌍만이 꼬리 뼈에 인대를 통해 부착되어 있으며, 나머지 꼬리깃은 해당 뼈를 둘러싼 지방과 근육의 복잡한 구조인 rectricial bulbs에 박혀 있다.[1] 꼬리깃은 항상 쌍으로 존재하며, 대다수의 종은 6쌍을 가지고 있다. 물갈퀴새와 일부 날지 못하는 새에서는 꼬리깃이 없으며, 펭귄에서는 크기가 크게 줄어든다.[1][26][27][28] 많은 사슴 종은 12개 이상의 꼬리깃을 가지고 있다. 일부 종 (미국산 뇌조, 검은 뇌조, 꺅도요)의 경우, 개체마다 그 수가 다르다.[29] 집비둘기는 수 세기에 걸친 선택적 번식으로 인해 매우 다양한 숫자를 보인다.[30]
일부 종의 날개깃은 추가적인 기능을 제공한다. 몇몇 종은 날개깃 또는 꼬리 깃털을 이용하여 비행 중에 소리를 내는데, 이러한 소리는 대개 구애 또는 영역 표시와 관련이 있다.[33][34][35] 수컷 클럽날개마나킨은 변형된 둘째 날개깃을 사용하여 뚜렷한 트릴 구애 소리를 낸다.[36] 윌슨산새와 멧도요는 롤러코스터 과시 비행 중에 펼쳐질 때 소리를 내는 변형된 바깥쪽 꼬리 깃털을 가지고 있다.[37]
깃털은 성장이 끝나면 사실상 죽은 구조물이 된다. 시간이 지남에 따라 닳고 마모되어 교체해야 하는데, 이 과정을 털갈이라고 한다.[43] 날개와 꼬리 깃털이 빠지면 새의 비행 능력에 영향을 미칠 수 있으며, 특정 과에서는 먹이를 먹거나 구애 행동을 수행하는 능력에 지장을 줄 수 있다.[43] 따라서 비행 깃털 털갈이의 시기와 진행 속도는 과에 따라 다르다.
날개 공식은 조류 날개 끝부분 모양을 수학적으로 묘사하는 방법이다. 이는 유사한 깃털을 가진 종을 구별하는 데 도움이 될 수 있으며, 따라서 조류에게 링(고리)을 채우는 사람들에게 특히 유용하다.[1]
동일 종의 성체와 어린 새의 날개깃과 꼬리깃 사이에는 종종 상당한 차이가 있다. 모든 어린 새의 깃털은 한 번에 자라는데, 이는 발달 중인 새에게 엄청난 에너지 부담이 되기 때문에, 여러 해에 걸쳐 털갈이를 하는 성체의 깃털보다 부드럽고 품질이 떨어진다.[46] 결과적으로 더 빨리 닳는다. 깃털이 다양한 속도로 자라기 때문에, 이러한 변화는 완전히 형성된 깃털에서 눈에 띄는 어둡고 밝은 띠를 형성한다. 이러한 '성장선'과 그 폭은 새의 일일 영양 상태를 결정하는 데 사용되어 왔다. 각 밝고 어두운 띠는 약 24시간에 해당하며, 이 기술의 사용은 연륜연대기와 유사한 ''깃털연대기''라고 불린다.[47][48]
[1]
서적
Handbook of Avian Anatomy: Nomina Anatomica Avium
2. 날개깃 (Remiges)
레미지스(Remigesla, "노를 젓는 사람"에서 유래)는 날개의 후면에 위치한다. 인대는 길고 튼튼한 ''칼라미''(깃털 자루)를 날개 뼈에 단단히 부착시키며, ''포스트파타지움''(postpatagium)이라고 불리는 두껍고 강한 힘줄 조직 띠가 레미지스를 제자리에 고정하고 지지하는 데 도움을 준다.[8] 개별 조류의 레미지스는 두 날개 사이에서 대칭을 이루며, 크기와 모양이 대체로 일치한다(단, 돌연변이나 손상의 경우 제외).[9][10] 날개에 따른 위치에 따라 다른 이름으로 불린다.2. 1. 1차 날개깃 (Primaries)
1차 날개깃은 손목뼈와 손가락뼈에 연결되는 깃털로, 날개깃 중 가장 길고 좁다.[11] 이 깃털은 개별적으로 회전할 수 있으며, 추력의 주요 원천이므로 날갯짓 비행에 특히 중요하며, 새가 공중으로 나아가도록 한다.[11] 대부분의 추력은 날갯짓 비행의 아래쪽 획에서 생성된다. 그러나 위쪽 획에서는(새가 종종 날개를 몸에 바싹 붙일 때), 주요 깃털이 분리되어 회전하여 공기 저항을 줄이면서도 약간의 추력을 제공하는 데 도움이 된다.[12]
종에 따라 주요 깃털의 수는 다르다. 비참새류의 수는 일반적으로 9개에서 11개 사이지만,[1] 논병아리, 황새, 홍학은 12개,[1] 타조는 16개를 가지고 있다.[15] 대부분의 현대 참새는 10개의 주요 깃털을 가지고 있지만,[1] 일부는 9개만 가지고 있다. 9개를 가진 종은 가장 먼쪽의 주요 깃털(때로는 레미클이라고 함)이 없으며, 이는 일반적으로 매우 작고 때로는 참새류에서 흔적 기관이다.[1] 가장 바깥쪽의 주요 깃털, 즉 지골에 연결된 깃털은 때때로 '''핀니온'''이라고 알려져 있다.
대형 활공 조류, 특히 맹금류의 가장 바깥쪽 깃털(1차 깃털)은 깃털 가장자리를 따라 다양한 거리에서 뚜렷한 폭 좁아짐을 보이는 경우가 많다. 이러한 폭 좁아짐은 경사 정도에 따라 노치(notch) 또는 이마지네이션(emargination)이라고 한다.[1] 이마지네이션은 점진적인 변화이며 깃털의 양쪽에서 모두 발견될 수 있다. 노치는 갑작스러운 변화이며, 깃털의 더 넓은 뒷전에서만 발견된다. 노치와 이마지네이션의 존재는 날개 끝에 틈을 만들어낸다. 공기가 이 틈을 흘러가면서 양력 발생을 증가시킨다.[23] 큰 활공 조류의 날개 끝에 있는 날개깃의 유연성은 또한 해당 깃털을 펼칠 수 있게 하여 날개 끝 와류의 생성을 줄여 항력을 감소시키는 데 도움이 된다.[13]
1차 날개깃은 추진력을 얻는다는[56] 비행에 중요한 역할을 한다. 비행기의 프로펠러와 블레이드의 역할을 겸하며, 날갯짓으로 추진력을 만들어내고, 활공 시에는 둘째날개깃과 일체화되어 양력을 얻는다. 게다가, 대형 독수리 등은 상승 기류에서 활공하며 상승할 때 날개깃 사이에 틈을 만듦으로써 난류 속에서도 안정적인 비행을 할 수 있다.
2. 2. 2차 날개깃 (Secondaries)
2차 날개깃은 자뼈에 연결되어 있다. 일부 종에서는 이 깃털을 뼈에 묶는 인대가 자뼈의 작은 둥근 돌기인 깃줄기 융기에 연결되어 있지만, 다른 종에서는 그러한 융기가 존재하지 않는다. 2차 날개깃은 비행 중에 서로 가깝게 유지되며 새의 날개에 익형(airfoil) 형태를 만들어 양력을 제공하는 데 도움을 준다.[1] 1차 날개깃보다 짧고 넓으며 끝이 뭉툭한 경향이 있다.[1] 벌새에서는 6개에서 알바트로스의 일부 종에서는 40개에 이르기까지 그 수가 다양하다.[1] 일반적으로 더 크고 날개가 긴 종일수록 2차 날개깃의 수가 더 많다.[16]
40개 이상의 비참새목 과의 새들은 날개마다 다섯 번째 2차 날개깃이 없는 것으로 보이며, 이를 이위성(diastataxis)이라고 한다(다섯 번째 2차 깃털이 있는 새는 정위성(eutaxic)이라고 한다). 이 새들에서 다섯 번째 2차 덮깃 세트는 어떤 깃털도 덮지 않으며, 이는 아마도 배아 발달 과정에서 깃털 유두(papillae)가 비틀렸기 때문일 것이다. 바다오리, 논병아리, 펠리컨, 매와 독수리, 두루미, 바람매, 갈매기, 앵무새, 올빼미 등이 이 깃털이 없는 과에 속한다.[17] 자척골에 연결된다. 초열풍절과는 반대로, 날개 끝에서 몸통 방향으로 1, 2, 3, ...과 같이 번호가 매겨진다[55]。주로 양력을 얻는다[56]。 수는 날개 길이에 따라 다르며, 벌새의 6개에서 알바트로스과 일부에 보이는 32개까지 다양하다.
2. 3. 3차 날개깃 (Tertials)
3차 날개깃(Tertials)은 위팔뼈(상완골)에 연결되는 깃털이다. 상완골에 부착되어 지지되지 않으므로 엄밀히 말하면 날개깃(remiges)으로 간주되지 않는다.[18] 길쭉한 "진정한" 3차 날개깃은 접힌 첫째 날개깃과 둘째 날개깃을 보호하는 덮개 역할을 한다.[18] 그러나 참새목(passerines)의 경우, 가장 안쪽 2차 날개깃을 3차 날개깃으로 칭하기도 한다.[19][20] 알바트로스나 펠리컨과 같이 상완골이 긴 새에게는 상완골(humeral)이라는 용어가 사용되기도 한다.[19][20]
3차 날개깃은 날개와 몸통 윗면의 기류를 정돈하여 항력을 줄이고 양력을 늘리는, 비행기 날개 뿌리의 페어링과 비슷한 역할을 한다.
2. 4. 알룰라 (Alula)
알룰라 또는 가짜 날개에 있는 깃털은 엄격한 의미에서 비행 깃털로 간주되지는 않는다. 비록 비대칭적이지만, 대부분의 진정한 비행 깃털의 길이와 강성을 가지고 있지 않다. 그러나 알룰라 깃털은 저속 비행에 도움이 된다.[1] 알룰라는 새의 "엄지손가락"에 부착되어 있으며, 날개의 앞쪽 가장자리에 바싹 붙어 있다. 이는 비행기 날개의 슬랫과 동일한 방식으로 작동하여 날개가 정상보다 높은 받음각을 달성하게 해준다. 즉, 양력을 발생시키면서 실속을 일으키지 않는다. 새는 엄지손가락을 조작하여 알룰라와 나머지 날개 사이에 틈을 만들어 저속으로 비행하거나 착륙할 때 실속을 방지할 수 있다.[1]
2. 5. 덮깃 (Tectrices)
비행깃의 자루는 비행깃이 아닌 깃털층인 덮깃(택트릭스, tectrix)에 의해 보호된다.[21] 날개의 비행깃 위아래에 최소 한 겹 이상, 꼬리깃의 위아래에도 덮깃이 존재한다.[21] 이 깃털들은 크기가 매우 다양할 수 있는데, 실제로 수컷 공작의 꼬리 위 덮깃은 꼬리깃이 아니라 화려하고 다채로운 "꼬리"를 구성한다.[22]
3. 꼬리깃 (Rectrices)
4. 특수화된 날개깃과 꼬리깃
날개깃은 일부 종에서 시각적 과시에도 사용된다. 수컷 표준날개밤나방과 깃털날개밤나방은 구애 의식 중에 과시되는 변형된 P2 날개깃을 가지고 있다.[38] 목도리꿩에서 아프리카의 많은 미망새에 이르기까지 많은 종의 수컷은 구애 의식에서 중요한 역할을 하는 길쭉한 꼬리 깃털 쌍을 가지고 있다. 극락조는 종종 기이하게 변형된 깃털들을 과시한다.
올빼미는 앞쪽 가장자리가 톱니 모양인 날개깃을 가지고 있어, 날개 위로 흐르는 공기의 흐름을 방해하여 조용히 날아다니며 사냥할 수 있게 해준다.[39] 딱따구리의 꼬리 깃털은 비율적으로 짧고 매우 뻣뻣하여 먹이를 먹는 동안 나무 줄기에 더 잘 버틸 수 있다.
과학자들은 아직 모든 날개깃 변형의 기능을 결정하지 못했다. Psalidoprocne 속과 Stelgidopteryx 속의 수컷 제비는 바깥쪽 날개깃의 앞쪽 가장자리에 작은 곡선 갈고리가 있지만, 이 갈고리의 기능은 아직 알려지지 않았다.[40]
5. 털갈이 (Moult)
대부분의 새는 날개나 꼬리의 특정 지점(초점)에서 털갈이를 시작하여 한 방향 또는 양방향으로 순차적으로 진행한다. 예를 들어, 대부분의 참새류는 가장 안쪽의 첫 번째 날개깃(P1)과 가장 바깥쪽의 두 번째 날개깃(S1) 사이, 그리고 꼬리 깃털 중앙 쌍의 중간에 초점이 있다.[43] 털갈이가 시작되면 초점에 가장 가까운 두 개의 깃털이 먼저 빠지고, 교체 깃털이 최종 길이의 절반 정도에 도달하면 다음 깃털(날개에서는 P2와 S2, 꼬리에서는 R2 두 개)이 빠지는 방식이다.[43] 이러한 패턴은 털갈이가 날개나 꼬리의 양쪽 끝에 도달할 때까지 계속된다. 털갈이 속도는 종에 따라 다른데, 북극에서 번식하는 일부 참새류는 남쪽으로 철새하기 전에 한 번에 더 많은 비행 깃털을 떨어뜨려 잠시 동안 날지 못하게 되기도 한다.[44] 반면, 같은 종이 더 낮은 위도에서 번식하는 경우에는 털갈이 기간이 더 길다.[44]
많은 종에서 날개에 하나 이상의 초점이 있을 수 있다. 이때 털갈이는 모든 초점에서 동시에 시작되지만, 일반적으로 한 방향으로만 진행된다. 예를 들어, 대부분의 뇌조는 날개 끝과 깃털 P1과 S1 사이에 두 개의 날개 초점을 가지며, 두 초점에서 하강적으로 털갈이가 진행된다. 크고 긴 날개를 가진 새는 여러 날개 초점을 가지는 경우가 많다.
상대적으로 짧은 날개를 가진 몸집이 큰 새, 즉 "날개 하중"이 큰 새는 몇 개의 비행 깃털만 잃어도 비행이 어렵다. 이들은 1년 중 상당 기간 동안 포식자에게 취약해지는 것을 피하고자 한 번에 모든 비행 깃털을 잃는 전략을 택한다. 3~4주 동안 완전히 날지 못하지만, 전체 취약 기간은 짧아진다. 잠수부리과, 논병아리과 및 대부분의 기러기목을 포함한 11개의 조류 과가 이러한 털갈이를 한다.
뻐꾸기는 도약 털갈이 또는 전이 털갈이라고 하는 독특한 방식을 보인다. 홀수 번호의 첫 번째 날개깃을 먼저 털갈이하고 교체한 다음, 짝수 번호의 첫 번째 날개깃을 털갈이하는 것이 기본적인 형태이며, 생애사에 따라 복잡한 변형이 나타나기도 한다.[45]
나무 위에서 생활하는 딱따구리는 먹이를 먹을 때 튼튼한 중앙 꼬리 깃털에 의존하여 지지하기 때문에 독특한 꼬리 털갈이를 한다. 대부분의 새처럼 중앙 꼬리 깃털을 먼저 털갈이하는 대신, 이 깃털을 마지막까지 유지한다. 대신 두 번째 꼬리 깃털 쌍(R2 깃털 두 개)이 가장 먼저 빠진다. (''Celeus''와 ''Dendropicos'' 속의 일부 종에서는 세 번째 쌍이 먼저 빠진다.) 이후 참새류와 유사하게 털갈이가 진행되다가, 다른 꼬리 깃털이 모두 교체된 후 중앙 꼬리 깃털이 털갈이된다. 이는 자라는 깃털을 보호하고, 새로 강화된 꼬리가 중앙 꼬리 깃털의 손실에 잘 대처할 수 있도록 돕는다. 목도리꼬리와 같은 땅에서 먹이를 찾는 딱따구리는 바깥쪽 꼬리 깃털을 먼저 털갈이하며, 털갈이는 근위쪽으로 진행된다.
6. 날개 공식 (Wing Formula)과 1차 날개깃 뻗음 (Primary Extension)
새의 날개 공식을 결정하려면, 가장 먼 깃털의 끝과 이보다 더 큰 덮개깃(그 깃털의 자루를 덮고 보호하는 깃털 중 가장 긴 것) 끝 사이의 거리를 밀리미터 단위로 측정한다. 어떤 경우에는 이로 인해 양수가 나오고, 다른 경우에는 음수가 나온다. 다음으로, 가장 긴 첫째 깃털을 확인하고, 해당 깃털의 길이와 나머지 모든 첫째 깃털 및 가장 긴 둘째 깃털과의 차이도 다시 밀리미터 단위로 측정한다. 첫째 깃털에 노치 또는 절단부가 있는 경우, 이를 기록하고 깃털 끝과 노치 사이의 거리, 그리고 노치의 깊이를 측정한다. 모든 거리 측정은 새의 날개를 닫은 상태에서 이루어져, 깃털의 상대적 위치를 유지한다. 종 구성원 간에는 상당한 변동이 있을 수 있으며, 몰트(털갈이)와 깃털 재생의 영향으로 결과가 분명히 달라지지만, 심지어 매우 밀접한 관련이 있는 종들조차도 날개 공식에서 명확한 차이를 보인다.[1]
새의 가장 긴 날개깃이 날개를 접었을 때 가장 긴 둘째깃(혹은 셋째깃)보다 얼마나 더 뻗어 나가는지를 주 날개깃 뻗음 또는 주 뻗음이라고 한다.[52] 날개 공식과 마찬가지로 이 측정은 비슷한 깃털을 가진 새들을 구별하는 데 유용하다. 그러나 날개 공식과 달리 이 측정을 하기 위해 새를 직접 잡을 필요는 없다. 오히려 이것은 유용한 "상대적인" 측정치로, 어떤 종은 주 뻗음이 길고 다른 종은 짧다. 일반적으로 장거리 이동을 하는 종은 이동을 하지 않거나 더 짧은 거리를 이동하는 유사한 종보다 주 뻗음이 더 길다.[54] 예를 들어, 아메리카 대륙의 ''Empidonax'' 참새 중에서 검은색 참새는 매우 비슷한 깃털을 가진 해먼드 참새보다 주 뻗음이 훨씬 짧다.[1] 유럽의 유럽종다리는 주 뻗음이 길지만, 외형이 거의 비슷한 동양종다리는 매우 짧다.[53]
7. 어린 새와 성체 새의 깃털 차이
일반적으로 어린 새는 깃털이 더 좁고 끝이 더 뾰족하다.[49][50] 이는 새가 비행할 때, 특히 맹금류의 경우에 특히 잘 보인다. 어린 새의 날개의 뒷전은 깃털의 뾰족한 끝 때문에 거의 톱니 모양으로 보일 수 있지만, 더 나이든 새의 날개는 더 곧은 가장자리를 갖는다.[49] 어린 새의 날개깃은 또한 모두 동시에 자랐기 때문에 길이가 균일하다. 성체의 날개깃은 각기 다른 시간에 털갈이를 하기 때문에 다양한 길이와 마모 수준을 갖는다.[1]
성체와 어린 새의 날개깃은 특히 맹금류 사이에서 길이에서 상당한 차이를 보일 수 있다. 어린 새는 같은 종의 성체보다 꼬리깃이 약간 더 길고, 날개는 더 짧고 넓은 경향이 있다(바깥쪽 첫째깃털은 더 짧고, 안쪽 첫째깃털과 둘째깃털은 더 길다).[46] 그러나 예외는 많다. 예를 들어 제비꼬리솔개, 사육사 및 유럽 벌매와 같이 꼬리가 긴 종의 경우, 어린 새는 성체보다 꼬리깃이 짧다. 일부 ''Buteo'' 매의 어린 새는 성체보다 날개가 좁은 반면, 큰 어린 매의 날개는 더 길다. 이러한 차이는 어린 새가 경험 부족, 약한 비행 근육 및 열악한 비행 능력을 보완하는 데 도움이 된다는 이론이 있다.[51]
8. 한국의 관점
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