와이토모 동굴 별빛의 정체 — 반딧불이가 아닌 발광 유충의 사냥법

1887년 12월, 뉴질랜드 북섬 와이토모에서 강물이 석회암 아래로 사라지는 지점. 마오리 족장 타네 티노라우와 영국인 측량사 프레드 메이스는 아마 줄기로 엮은 뗏목에 촛불 하나를 세우고 물길을 따라 어둠 속으로 밀려 들어갔다. 천장이 높아지는 구간에서 두 사람이 촛불을 껐을 때, 머리 위 암반 전체가 푸른 점으로 뒤덮였다. 지금도 해마다 수십만 명이 배 위에 누워 올려다보는 그 '지하의 별하늘'이 기록에 처음 남은 순간이다. 다만 그 별의 정체는 대부분의 소개 글이 적어 두는 것과 다르고, 별처럼 흩뿌려진 배열에도 이유가 있다.

촛불을 끄자 천장이 켜졌다 — 1887년의 첫 기록

와이토모 글로우웜 동굴이 외부에 알려진 것은 1887년 12월, 티노라우와 메이스가 지하 강을 뗏목으로 거슬러 오른 탐사에서였다. 두 사람은 이후에도 여러 차례 들어가 내부를 살폈고, 1889년에는 티노라우가 직접 관람객을 받기 시작했다. 그와 아내 후티가 소액을 받고 손님을 안내하던 것이 이 동굴 관광의 출발점이다.

운영 주체는 여러 번 바뀌었다. 1906년 정부가 관리를 넘겨받았고, 1989년에는 토지와 동굴이 원 소유자 후손들에게 돌아가 오늘날에는 후손들이 운영에 참여한다. 지명 '와이토모'는 마오리어로 물을 뜻하는 wai와 구멍·수직 갱을 뜻하는 tomo를 합친 말로, 강이 땅속 구멍으로 빨려 드는 이 일대의 지형을 그대로 옮긴 이름이다.

별빛의 주인은 반딧불이가 아니다

천장에서 빛나는 것은 반딧불이가 아니라 파리목 곤충 Arachnocampa luminosa의 유충이다. 반딧불이는 딱정벌레목 반딧불이과에 속하지만, 이 동물은 버섯파리와 가까운 케로플라티다이과(Keroplatidae)에 속하는 전혀 다른 계통이며 뉴질랜드에만 사는 고유종이다. 영어권에서 부르는 '글로우웜'도 벌레(worm)와는 무관하다.

빛은 몸 뒤쪽 끝의 발광기관에서 나오는데, 이 기관은 곤충의 배설기관인 말피기관(노폐물을 걸러 내는 가느다란 관)이 변형된 것이다. 발광 파장은 자료에 따라 487~488nm로 보고되는 청록색 영역이다. 날벌레가 빛을 향해 날아드는 성질을 이용해, 유충은 움직이지 않고 자리를 지킨 채 빛으로 먹이를 불러들이는 '앉아서 유인하기' 전략을 쓴다. 천장의 점들이 서로 일정한 간격을 두고 흩어져 있는 것도 낭만이 아니라 사냥터 확보의 결과에 가깝다.

반딧불이와 같은 효소, 그런데 처음 보는 연료

오타고대 왓킨스 연구팀이 2018년 Scientific Reports에 발표한 논문에 따르면, 이 유충의 발광 효소는 반딧불이 루시페레이스와 같은 단백질 계열(ANL 슈퍼패밀리)에 속하며 아미노산 서열이 31~37% 일치한다. 그러나 그 효소가 태우는 연료, 즉 루시페린은 반딧불이의 것과 전혀 다른 물질이었다. 연구팀은 유충 추출물에서 반딧불이의 D-루시페린을 전혀 검출하지 못했고, 두 시스템 사이에 교차 반응도 나타나지 않았다.

연구팀이 제시한 후보 구조는 아미노산에서 유래한 두 조각, 잔투렌산과 티로신이 결합한 형태다. 도구는 곤충 진화의 오래된 재고에서 빌려 쓰되 태울 것은 새로 만들어 낸 셈인데, 이 후보 구조가 최종 확정된 정답이라고 단정할 수는 없다. 논문 자체가 '후보'라는 표현을 쓰고 있고, 결합 방식을 아마이드로 볼지 에스터로 볼지도 열려 있다. 자료를 몇 편 대조해 보면 '2018년에 화학적 정체가 밝혀졌다'고 못 박은 소개가 적지 않은데, 정확히는 절반쯤 밝혀졌다고 보는 편이 사실에 가깝다.

천장에 드리운 낚싯줄은 거미줄보다 약하다

유충이 천장에서 늘어뜨리는 점액 낚싯줄은 강도로 보면 거미줄에 한참 못 미치고, 대신 붙는 힘은 비교가 안 될 만큼 강하다. 폰 바이언 연구팀이 2019년 같은 학술지에 실은 생체역학 측정 논문이 이 실을 직접 잡아당기고 떼어 내며 확인한 결과다. 유충은 점액 방울이 촘촘히 맺힌 실을 여러 가닥 늘어뜨려 두고, 빛에 이끌려 온 곤충이 걸리면 실을 끌어올려 잡아먹는다.

측정값을 보면 젖은 상태의 점착 에너지는 미터당 20~45N으로, 비교 대상이 된 거미줄의 0.02~0.1N/m보다 수백 배 높다. 반면 인장강도는 젖은 실 1.9MPa, 마른 실 4.6MPa로, 최대 1.1GPa에 이르는 거미 실크와는 자릿수 자체가 다르다. 결정적인 약점은 습도다. 상대습도가 80% 아래로 내려가면 점착력이 사실상 사라진다. 기온 13~15℃, 습도 98%라는 동굴 조건이 낭만적 배경이 아니라 사냥 장비의 작동 조건인 것이다. 이 연구는 2014년 10~12월 와이토모 일대의 스펠바운드 동굴에서 채집한 실을 대상으로 했고, 갓 걷어 낸 실은 길이가 4cm를 넘었다.

캄캄한 동굴인데 밝기에 시간표가 있다

빛의 세기는 하루를 주기로 오르내리며, 정점이 찾아오는 시각은 봄에 17시경, 여름에 20시경으로 계절에 따라 이동한다. 햇빛이 전혀 닿지 않는 지하에서도 생체시계가 계속 돌아간다는 뜻이다. 메릿 연구팀은 2011년부터 동굴 안에 고정 카메라를 두고 타임랩스로 개체수와 밝기를 기록해 왔고, 2024년 Austral Entomology에 이 일주기·연주기 패턴을 정리해 보고했다.

연 단위로 보면 겨울에 빛나는 개체가 가장 적고 봄에 늘어나 여름에 절정을 이룬다. 다만 여름의 대성황이 매년 반복되지는 않으며, 여러 해에 걸친 주기가 있는 것으로 보인다는 관찰도 2026년 Wildlife Research 보고에 담겼다. 먹이가 부족한 개체가 더 밝게 빛난다는 관찰도 보고돼 있어, 유난히 화려한 밤이 곧 배부른 밤을 뜻하지는 않을 수 있다.

연 50만 명과 함께 사는 법 — 1979년의 교훈

와이토모 글로우웜 동굴은 연간 최대 50만 명을 받는데, 이 규모를 감당하려면 이산화탄소 분압과 기온, 기류를 상시 감시하고 출입문 개폐를 자동으로 제어해야 한다. 동굴 관리 문헌이 제시하는 허용 상한은 이산화탄소 분압 2,400ppm 수준이고, 이를 넘으면 관람을 중단하게 돼 있다. 실제로 2017년 1월 뉴질랜드 RNZ 보도는 그해 여름에만 다섯 차례, 30분에서 몇 시간씩 동굴이 닫혔다고 전했다.

이런 깐깐한 관리가 자리 잡은 계기는 1979년이다. 그해 발광이 눈에 띄게 사그라들면서 동굴은 무기한 폐쇄됐고, 원인으로는 환기가 지나쳐 내부 공기가 건조해진 점이 지목됐다. 앞서 본 대로 습도가 떨어지면 유충의 낚싯줄부터 무력해진다. 이산화탄소를 빼내려 공기를 돌리면 동굴이 마르고, 마르는 것을 막으려 문을 닫으면 이산화탄소가 쌓이는 두 압력 사이에서 문 하나의 여닫음을 조절하는 것이 지금의 운영 방식이다. 2026년 Wildlife Research에 실린 평가는 이런 관리 아래에서 발광 디스플레이가 비교적 견고하게 유지되고 있다고 봤다.

정리하면 와이토모의 별하늘은 낭만적 자연 현상이라기보다, 습도 98%라는 좁은 조건 위에서 굶주린 유충 수만 마리가 켜 놓은 사냥 조명이고, 그 조명을 사람이 문 하나로 지켜 내고 있는 풍경이다. 이 글은 2026년 8월 기준으로 2018·2019·2024·2026년 학술 논문과 뉴질랜드 현지 보도, 동굴 관리 자료 등 여섯 편을 대조해 정리했으며, 루시페린의 정확한 구조처럼 아직 확정되지 않은 부분은 확정되지 않았다고 그대로 적었다.

자주 묻는 질문