벌집이 육각형인 이유

"벌집은 왜 육각형일까?"라는 질문에 대한 답을 탐구해보겠습니다.

 

1. 벌집의 특징

  꿀벌의 집은 밀랍으로 만듭니다. 반면에 말벌의 집은 종이가 주재료입니다. 말벌집에 대한 내용은 추후에 다른 포스팅에서 소개하겠습니다. 벌집은 몇 장의 판모양으로 된 것이 천장으로부터 내려오고 그 양면에 육각기둥의 방이 정연하게 배열되어 있는 특징이 있습니다.

꿀벌집(출처: pixabay)

 

2. 원모양 보다 유리한 육각 모양 벌집

  벌집의 기본 구조에 대해서 알아보겠습니다. 같은 양의 밀랍을 사용해 꿀벌이 벌집을 만든다면 양이 같은 물질을 펴서 도형을 만들 때 면적이 가장 넓은 도형은 원입니다. 삼각형, 사각형보다 원이 되어야 면적이 가장 넓습니다. 따라서 한정된 양의 밀랍으로 가장 넓은 공간을 조성하려면 기본 구조를 원으로 만들어야 가장 유리합니다.

원으로 만든 반복구조

  하지만 벌집은 이 기본 구조가 반복적으로 많이 필요한 생태적 특징을 가지기 때문에 문제가 발생합니다. 그 문제는 바로 원의 형태를 이어 붙이면 틈이 생긴다는 것입니다. 기껏 밀랍을 아껴서 만든 구조물에 낭비되는 빈 틈이 생기면 큰 일입니다.

 

  그렇다면 어떤 도형이 더 효율적일까요? 불규칙한 형태와 크기로 만들면 가능하겠지만, 여러 마리가 동시에 벌집을 만들려면 똑같은 모양과 크기로 해야 하니 정다각형이 유리합니다. 정다각형 중에 빈틈없이 연속해서 붙일 수 있는 것은 정삼각형, 정사각형, 정육각형이다. 각각 도형의 각도가 60도, 90도, 120도로 6개, 4개, 3개 도형이 만난다면 각도의 합이 360도로 빈틈없는 테셀레이션 구조의 완성이 가능합니다. 그중 원에 가장 가까운 것이 정육각형입니다. 벌들은 바로 정육각형을 선택했습니다.

정육각형으로 만든 반복구조

  정육각형 구조의 장점은 또 있습니다. 정육각형을 연속해서 붙이면 구조적 특성으로 상대적으로 더 큰 안정감이 있습니다. 비행기 날개의 내부도 이와 같기 때문에 높은 내구성을 가집니다. 진화적으로 벌이 애벌레를 기르고 꿀을 채우기 위해 일정한 모양 중에 가장 효율적인 구조를 찾은 것으로 보이며, 자연은 굉장히 똑똑하다는 것을 느낄 수 있는 결과입니다.

(출처: pixabay)