개미가 코끼리 크기로 비례성장하면 무게를 지탱할까

갈릴레이는 지금부터 4백년 전에, 사람이 그 체형을 그대로 유지한 채로 비례성장하면 다리가 몸무게를 지탱하지 못하고 부러진다는 사실을 지적한 바 있다. 이처럼 생명체나 인공구조물이 비례성장을 할 경우 겪게 되는 문제는 오래 전부터 잘 알려진 고전적 주제이다. 한편 모든 생물체는 세포나 조직, 또는 개체의 수준에서 ‘표면’을 통해 물질을 교환하고 열을 발산한다. 따라서 표면적의 크기는 체내 대사량에 비례하는 수준으로 확보되어야 하며, 특히 주변 온도가 높을수록 열발산을 위해 상대적으로 넓은 표면적을 확보해야 한다. 생물체는 대사율, 체온, 몸의 크기, 그리고 물질교환이 이뤄지는 표면의 형태를 다양한 방식으로 조정해왔다.