🟡 점균: 몸으로 미로 풀기

📚 실제 연구 모델로 계산해요

점균의 '관 굵기 규칙' 하나로 미로를 풀어요

많이 흐르는 관은 굵어지고 안 쓰는 관은 사라지는 관 적응 모델(Tero·Kobayashi·Nakagaki 2007)을 그대로 계산해요
미로 3개 × 5번 = 15/15번 모두 가장 짧은 길 하나만 남겼어요 (실제: Nakagaki 외 2000 Nature, 2008 이그노벨상)
진짜 점균도 같은 원리로 먹이 사이를 도쿄 철도망과 닮은 길로 이어요 (Tero 외 2010 Science)

어떤 식을 썼나요?

미로의 칸을 관으로 잇고, 입구 먹이에서 원형질이 흘러 들어가 출구 먹이로 빠져나간다고 봐요. 각 칸의 압력 p는 키르히호프 법칙 ΣD(p_i−p_j) = 유입량으로 풀고, 관의 흐름 Q = D·Δp, 관 굵기는 dD/dt = |Q| − D 로 바뀌어요. 이 규칙만으로 가장 짧은 길로 모인다는 것이 수학적으로도 증명돼 있어요.

단순화: 1단계 '기어서 덮기'는 보여 주기용 그림이에요(실제 Nakagaki 실험은 미로 전체에 점균 조각을 깔고 시작했어요). 2·3단계가 위 식의 계산이에요. 점균의 맥박 같은 수축 리듬은 뺐어요.

① 기어서
미로 덮기② 안 쓰는 관
거둬들이기③ 가장 짧은
길만 남음

결과

점균이 남긴 길: -칸가장 짧은 길: -칸계산 단계: 0

점균은 진짜로 움직이나요?

네! 숲속 썩은 나무 위에 사는 노란 생물인데, 몸 안의 원형질을 앞뒤로 출렁이며 한 시간에 1cm 남짓 기어가요. 앞쪽은 부채처럼 퍼지고, 뒤쪽은 굵은 관으로 이어져요. 먹이를 찾으면 그쪽 관을 굵게 키우고 나머지는 거둬들여요.

썩은 통나무 위에 노란 그물처럼 퍼진 황색망사점균 — 통나무 위에 퍼진 점균. 노란 줄이 원형질이 흐르는 관이에요.
사진: frankenstoen, CC BY 2.5

부채처럼 퍼지며 기어가는 점균의 앞쪽 가장자리 — 기어가는 앞쪽 가장자리. 부채처럼 퍼져 나가요.
사진: HelenGinger, CC BY-SA 3.0

이 실험의 노란 띠가 바로 저 관이에요. 굵을수록 원형질이 많이 흘러요. 실제 점균은 아주 느려서, 미로를 덮고 가장 짧은 길만 남기기까지 몇 시간이 걸려요. 화면은 그걸 약 300배 빠르게(몇 시간 → 1분 남짓) 보여 주고, 오른쪽 위 ⏱ 시계에 실제라면 몇 시간째인지 적어 줘요.

💡 황색망사점균은 동물도 식물도 버섯도 아닌 아메바 무리예요. 세포 하나 안에 핵이 수백만 개 들어 있는 커다란 세포 하나이고, 뇌가 없는데도 관이 굵어지고 가늘어지는 규칙만으로 미로를 풀어요.

근거: Nakagaki·Yamada·Tóth 2000 Nature · Tero·Kobayashi·Nakagaki 2007 J Theor Biol · Tero 외 2010 Science. 미로 3개는 검증 때 쓴 것과 같은 씨앗 번호로 만들어요(evidence.json). 초파리 실험실 처음으로