두 가지 일을 동시에 잘하려고 해본 사람이라면 전혀 놀라지 않을 소식이다. 과학자들이 유럽나이자르(Caprimulgus europaeus)가 완벽하게 최적화된 비행 기계가 아니라는 사실을 발견했다. 유럽과 남아프리카 사이를 수천 마일 이동하는 이 새는 비행 효율성을 희생하고 민첩성을 얻은 것으로 보인다. 충격적이다.

룬드 대학 연구진은 풍동에서 새를 연구하며 다양한 속도에서의 움직임을 기록하고 날개 뒤의 기류 패턴을 측정했다. 그들이 발견한 것은 나이자르의 넓은 날개 끝 - 느린 비행 중 기동에 유용할 것으로 보이는 - 이 더 높은 속도에서는 양력을 덜 효율적으로 생성하는 약점이 된다는 것이다. 양력은 공기역학에 익숙하지 않은 사람들을 위해 말하자면, 새를 공중에 뜨게 하는 힘이다. 즉 나이자르는 기본적으로 회의에서는 뛰어나지만 마감 압박에는 무너지는 그런 동료인 셈이다.

이 발견은 장거리 이동을 하는 새들이 주로 효율적인 장거리 비행에 최적화된 날개를 가져야 한다는 가정에 도전한다. 룬드 대학 부교수인 크리스토퍼 요한슨은 "이는 완벽하게 최적화된 비행 기계로서의 장거리 이동 새에 대한 직관적인 이미지와 상반된다"고 말한다. "대신 나이자르의 날개는 여러 가지 요구 사이의 타협으로 보인다. 이 새는 사냥할 때 느리게 비행하고 기동할 수 있지만, 그 대가로 더 높은 속도에서 양력 생성 효율이 떨어진다." 다시 말해, 진화는 우리 모두와 같다: 경쟁하는 요구들을 저글링하며 때때로 공을 떨어뜨린다.

하지만 더 있다. 연구진은 또한 나이자르가 날갯짓의 상향 부분인 업스트로크 동안 계속 추력을 생성한다는 것을 발견했다. 이는 이례적인데, 그러한 능동적인 업스트로크는 주로 박쥐와 곤충과 연관되어 왔고 새와는 아니었기 때문이다. 마치 나이자르가 박쥐의 전술을 보고 "그래, 한번 해볼게"라고 말한 것 같다. 이 발견은 매우 다른 진화 역사를 가진 동물들이 유사한 공기역학적 해결책을 발전시켰을 수 있음을 시사한다. 요한슨은 "흥미로운 점은 동일한 유형의 공기역학적 해결책이 상당히 다른 동물들에게 나타나는 것 같다는 것이다"라고 말한다. "이는 업스트로크가 단순히 수동적이거나 양력을 생성하는 날갯짓의 일부일 필요가 없다는 것을 시사한다. 날개를 많이 접을 수 없을 때 능동적으로 추력을 생성하는 데 사용될 수 있다." 새가 독창적이라는 말은 이제 끝이다.

연구진에 따르면 더 넓은 교훈은 진화가 완벽한 설계를 만들어내지 않고 타협을 만들어낸다는 것이다. 나이자르에게 그것은 대륙을 가로지르는 이동과 낮은 속도에서 곤충을 사냥하는 민첩성을 결합하는 것을 의미한다. 그것은 생물학적 맥가이버 칼과 같다: 어떤 한 가지에도 뛰어나지 않지만 필요할 때 유용하다. 이러한 타협을 이해하는 것은 항공 기술, 특히 날개를 퍼덕이는 드론과 다른 로봇 항공기의 개선으로 이어질 수 있다. 새처럼, 이 기계들은 날개 접힘에 기계적 제한을 받을 수 있으며, 나이자르가 업스트로크 동안 어떻게 추력을 생성하는지 배우는 것은 엔지니어들이 공기를 통해 이동하는 더 효과적인 방법을 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 왜냐하면 분명히 우리는 더 많은 드론이 필요하니까.

연구진은 이제 이 특이한 비행 메커니즘이 다른 새와 비행 동물들 사이에서 널리 퍼져 있는지, 아니면 더 특화된 적응인지 밝히기를 희망한다. 요한슨은 "우리는 이제 이 힘 생성 방식이 다른 새와 비행 동물들 사이에서 얼마나 흔한지 조사하고 싶다"고 결론짓는다. "이는 어떤 공기역학적 원리가 나이자르에 특정한지, 어떤 것이 더 일반적인지 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 이 지식은 새로운 유형의 퍼덕이는 항공기 개발에 영감을 줄 수도 있다." 그러니 계속 지켜보라: 나이자르는 곧 새로운 세대의 로봇 새에 책임이 있을지도 모른다. 아니면 적어도 매우 혼란스러운 엔지니어들에게는.