실제 거미의 데이터를 피터에게 대입해, 거미줄의 무게와 에너지 비용을 계산해봤습니다.
⚠️ 이 글에는 영화 〈스파이더맨: 브랜드 뉴 데이〉의 핵심 스포일러가 포함되어 있습니다.
메타 설명
〈스파이더맨: 브랜드 뉴 데이〉에서 피터 파커는 거미 능력이 과도하게 발현되면서 자신의 몸에서 직접 거미줄을 만들어냅니다. 그렇다면 피터가 하루 종일 거미줄을 쏜다면 그 재료와 에너지는 얼마나 필요할까요? 실제 거미 실크의 데이터를 이용해 피터의 몸을 직접 계산해봤습니다.
영화 초반, 피터에게 이상한 변화가 나타납니다.
거미 능력이 점점 폭주하기 시작합니다.
기존에는 카트리지를 이용해 거미줄을 발사했지만, 거미 유전자가 과도하게 발현되면서 이제는 자신의 몸에서 직접 거미줄을 만들어냅니다.
그리고 마지막 전투에서는 억제기까지 떼어버리고 거미줄을 쉴 새 없이 쏘죠.
그런데 문득 궁금해졌습니다.
저 거미줄은 대체 어디서 계속 만들어지는 걸까요?
실제 거미도 거미줄을 만들려면 단백질과 에너지가 필요합니다.
그렇다면 피터가 하루 종일 거미줄을 쏜다면?
이번에는 아예 숫자로 계산해보겠습니다.
🩺 MedMovie Check
먼저 피터가 하루에 얼마나 쏜다고 가정할까?
영화 속 거미줄의 횟수와 길이를 정확하게 측정하기는 어렵습니다.
그래서 이번 계산에서는 영화 속 장면을 바탕으로 단순하게,
하루 100번 × 한 번에 10m
를 가정해보겠습니다.
그러면 피터가 하루에 만드는 거미줄은
약 1km.
입니다.
그런데 여기서 문제가 하나 생깁니다.
영화 속 거미줄은 실제 거미줄보다 훨씬 굵어 보입니다.
원근과 CG 표현 때문에 정확한 측정은 어렵지만,
사진 속 손가락 굵기와 비교해서 거미줄 직경을 약 3mm라고 가정하겠습니다.
물론 이 숫자는 실제 측정값이 아니라 사진을 바탕으로 세운 계산상의 가정입니다.
🕷️ 실제 거미줄과 비교하면?
다음 연구에 따르면¹ 실제 거미줄의 섬유 직경은 약 4.34μm, 실크의 밀도는 약 1.3g/cm³였습니다.
이 값을 이용해 계산하면 실제 거미와 비슷한 굵기의 실크 1km는 약 19mg 정도입니다.
생각보다 정말 적습니다.
그런데 피터의 거미줄은 직경을 3mm라고 가정했습니다.
실제 거미 실크보다 약 690배 굵습니다.
그리고 같은 길이의 실을 만든다고 가정하면, 굵기가 커질수록 필요한 실크의 양도 빠르게 증가합니다.
그 결과,
약 19mg → 약 9.2kg
이 됩니다.
하루에 거미줄 1km.
그런데 그 거미줄의 무게가 약 9kg입니다.
갑자기 스파이더맨의 능력이 상당히 무서워집니다💀.
🍗 거미줄은 그냥 생기는 게 아닙니다
여기서 더 중요한 문제가 있습니다.
거미줄은 단백질입니다.
다음 연구에 따르면² 거미 실크는 고도로 발현되고 분비되는 단백질이며, 이를 만들어내는 과정은 거미에게 상당한 대사 비용을 요구합니다.
연구에서는 실제로 거미가 먹는 먹이의 종류에 따라 만들어지는 실크의 아미노산 조성에도 차이가 나타났습니다.
즉 거미에게 거미줄은 단순히
"필요하면 뽑아내는 재료"
가 아닙니다.
몸에서 계속 합성해야 하는 생물학적 생산품입니다.
그렇다면 피터가 하루에 9kg에 가까운 실크를 만들어낸다는 가정은 어떨까요?
이번에는 에너지까지 계산해보겠습니다.
⚡ 거미줄 9kg을 만드는 데 필요한 에너지는?
다음 연구에서는 약 4mg의 성체 거미가 웹 하나를 만드는 데 필요한 에너지를 측정했습니다. 연구에서 실크 자체의 에너지 함량은 1.16J, 거미가 웹을 만드는 과정에서 사용하는 추가적인 호흡 에너지는 약 0.72J였고, 이를 합친 웹 제작 비용은 약 1.88J였습니다.³
이 연구에서 측정한 비율을 피터의 거미줄에 그대로 적용해보겠습니다.
물론 여기에는 아주 큰 전제가 있습니다.
거미의 데이터를 인간인 피터에게 그대로 확대하는 것입니다.
먼저 실크 자체의 에너지 함량을 적용하면,
9.2kg의 실크에는 약 1억 6천만 J의 에너지가 들어갑니다.
여기에 실제 거미가 웹을 만드는 과정에서 추가로 사용하는 에너지까지 같은 비율로 적용하면,
총 에너지 비용은 약 2억 6천만 J.
이를 우리가 익숙한 식품 열량으로 바꾸면,
약 6만 2천kcal.
입니다.
성인의 하루 섭취량을 2,000kcal로 단순하게 잡으면,
무려 약 한 달치 식사에 해당하는 에너지입니다.
🕷️ 그런데 이 숫자를 그대로 믿어도 될까?
여기에는 반드시 한 가지 단서가 필요합니다.
6만 2천kcal는 실제 피터에게 필요한 열량이 아닙니다.
우리가 영화 속 거미줄의 길이와 횟수를 임의로 가정했고,
거미줄의 직경 역시 3mm라고 가정했습니다.
무엇보다 실제 거미에서 측정된 실크의 에너지 비용을 인간인 피터에게 그대로 확대 적용했습니다.
따라서 9.2kg과 6만 2천kcal는 실제 생리학적 예측이라기보다는, 영화 속 설정을 실제 거미의 데이터에 끝까지 대입해본 극단적인 계산으로 정확하지 않을 수 있습니다.
🕵️ MedMovie 계산 결과
영화 속에서는 억제기를 떼는 순간,
거미줄이 계속해서 쏟아집니다.
하지만 현실의 몸에서는 거미줄이 공짜로 만들어지지 않습니다.
실제 거미조차 거미줄을 만들기 위해 단백질과 에너지를 사용합니다.² ³
우리가 세운 가정대로라면 피터는 하루에 수 kg의 실크를 만들어내면서 엄청난 양의 에너지를 소비해야 하는 셈입니다.
그런데 영화 속 피터는?
계속 쏩니다.
또 쏩니다.
그리고 별다른 탈진이나 영양 부족의 모습도 보이지 않습니다.
물론 3mm라는 거미줄의 굵기부터 실제 거미의 데이터를 인간에게 적용한 계산까지 모두 가정이 들어간 결과입니다.
따라서 실제 피터에게 정말 9.2kg의 거미줄과 6만 2천kcal가 필요하다고 말할 수는 없습니다.
하지만 영화 속 장면을 현실의 생물학으로 다시 보면 한 가지는 분명해집니다.
거미줄을 쏘는 것보다 더 비현실적인 것은, 그것을 계속 만들어내는 피터의 몸일지도 모릅니다.
어쩌면 피터의 진짜 초능력은 손목에서 거미줄을 뽑아내는 능력이 아니라,
그 거미줄을 끝없이 만들어낼 수 있는 엄청난 생합성 능력일지도 모르겠습니다.
💡 한 줄 요약
피터가 하루 1km의 거미줄을 만들고, 그 굵기가 3mm라고 가정했을 때, 실제 거미의 데이터를 극단적으로 적용하면 생산에 필요한 에너지는 약 한 달치 성인 권장 열량에 달합니다.
어쩌면 스파이더맨이 가진 진짜 초능력은,
거미줄을 쏘는 손목이 아니라 그것을 끝없이 만들어내는 몸일지도 모릅니다. 🕷️
🕷️ 〈스파이더맨: 브랜드 뉴 데이〉 의학 시리즈
① 스파이더맨의 거미 유전자가 폭주했다면? 영화 〈스파이더맨: 브랜드 뉴 데이〉의 억제기는 현실적일까? ①편 바로가기
② 스파이더맨은 하루에 거미줄을 얼마나 만들까? 〈스파이더맨: 브랜드 뉴 데이〉 피터의 몸을 계산해봤습니다 ← 현재 글
※ 저작권 안내
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참고 문헌
1. Su I, Qin Z, Saraceno T, Krell A, et al. Imaging and analysis of a three-dimensional spider web architecture. Journal of the Royal Society Interface. 2018;15(146):20180193.
실제 거미줄의 섬유 직경과 실크 밀도 자료 참고
2. Craig CL, Riekel C, Herberstein ME, Weber RS, Kaplan D, Pierce NE. Evidence for Diet Effects on the Composition of Silk Proteins Produced by Spiders. Molecular Biology and Evolution. 2000;17(12):1904-1913.
거미 실크의 단백질 특성과 먹이에 따른 실크 조성 변화 참고
3. Ford MJ. Energy costs of the predation strategy of the web-spinning spider Lepthyphantes zimmermanni Bertkau (Linyphiidae). Oecologia. 1977;28:341-349.
성체 거미의 웹 제작에 필요한 실크 에너지와 추가적인 호흡 비용 참고
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