여름을 대표하는 소리는 당연히 매미소리일 것이다. 숲이나 나무가 있는 곳이라면 어디나 매미가 있다. 그 소리가 어찌나 큰지 매미를 박멸하라는 민원이 접수되기도 한다. 실제로 말매미 같은 경우는 매미에서 1m 떨어진 위치에서 음압레벨(SPL: sound pressure level)이 100dB 정도나 되니 보통 시끄러운 게 아니다. 산업안전보건법에 의하면 100dB 되는 곳에서는 소음성 난청이 유발될 수 있으므로 하루 작업시간을 2시간을 넘겨서는 안 된다고 규정하고 있다.
매미는 종류에 따라 다르기는 하지만 짧게는 1년에서 길게는 17년이나 굼벵이 애벌레 시절을 거쳐 성충이 된다고 알려져 있다. 이 때문에 매미는 긴 인고의 세월을 참고 견디어야 영화를 맛 볼 수 있다는 예시물로 많이 등장하고, 또 매미로서의 시절이 길어야 한 달 정도이기 때문에 영화로운 시절이 안타깝게도 너무나 짧다는 예시물이 되기도 한다.
우리나라에는 차르르~하면서 가장 큰소리로 우는 말매미, 숲에서 띠~하면서 단조롭고 작은 소리로 우는 털매미, 요오씨~ 요오씨~ 하면서 우는 애매미, 매음~ 메음~ 하면서 우는 참매미가 가장 보편적으로 관찰되는 매미다. 깽깽이 매미나 아주 작은 풀매미는 가끔 볼 수 있고, 쓰름~쓰름~ 하면서 우는 쓰름매미도 근래에는 개체수가 많이 줄어든 것으로 보인다. 아무튼 우는 매미들은 수컷인데 암컷을 유인하기 위해서 우는 것이므로 한 마리의 수컷이 울면, 다른 수컷들이 경쟁적으로 울기 때문에 합창이 될 수밖에 없고 시끄러움이 배가 된다. 아무래도 수컷의 적은 수컷이다.
[매미의 발성]
그림 1을 보면, 수컷 매미는 진동막(tymbals=울음막, 울음보)이라고 하는 소리의 발생부가 날개 뒤쪽 약간 위에 있다. 이 진동막에는 탄성이 있는 리브(rib)가 있다. 이 리브를 발음근 근육으로 안쪽으로 당기고 놓고하면서 진동을 시켜 소리를 발생시킨다. 이 때 진동막의 리브가 탄성을 갖기 때문에 리브 변형에 의해서 발생하는 소리는 톤 버스트(tone bust)성 펄스(pulse)형 소리이다. 따라서 매미 소리에는 특정한 주파수와 그 배음으로 스펙트럼(spectrum)을 구성하지 못하고, 가청 주파수 성분이 모두 들어 있다고 할 수 있다.
그림 1. 매미의 발성[a: 날개 밑의 진동막(빨간 원), b: 텅 빈 배[J. exp. Biol. 173, 123-153(1992) by H.C.BENNET-CLARK et al.] c: 진동막의 리브와 발음근육과 빈 배[LG Science Land]
이렇게 발생한 광대역 주파수 소리는 텅 빈 배속 공간에서 공명함으로써 소리의 크기가 20배 정도나 증폭한다. 증폭된 매미소리는 고막을 통하여 외부로 방사(radiation)한다. 이 때 공명하지 못한 주파수 성분은 소멸한다.
매미가 울 때는 배를 올렸다 내렸다 한다. 이는 발음근에 의한 영향이기도 하지만, 그 결과 배 속 공기 주머니의 크기와 모양이 바뀜으로써 공명 주파수와 음압의 변화로 매미 소리가 좀 더 리드미컬해지도록 한다.
그림 2. Tympanistalna gastrica 매미소리(a: Oscillogram, b: Spectrum-위: 강한 음, 아래-약한 음) [https://www.researchgate.net/publication/225213458]
그림 2의 b를 보면 Tympanistalna gastrica 매미(말매미 계통) 소리는 5kHz, 11kHz에서 첫째, 둘째 공명을 한다. 아무튼 그림 2에 의하면 Tympanistalna gastrica 매미 소리의 주파수 영역은 대략 5-13kHz이라고 할 수 있겠다.
[매미의 청각]
매미의 청각에 대하여는 그다지 자료가 없는 편이다. 그림 3에 매미의 고막과 진동 감지 신경의 위치를 주었다.
그림 3. 매미 고막의 위치와 고막[Acoustictoday and Britanica.com]
매미의 가슴과 배 사이에 고막이 있고, 고막은 덮개(operculum)로 보호되고 있다. 고막은 흰 막으로 두께는 0.5~0.7㎛이다. 그리고 고막의 바깥쪽으로 청각감지부와 청신경이 연결되어 있다. 다시 말해서 고막에 내이가 붙어 있다고 볼 수 있다. 그런데 수컷의 경우 내이가 청각캡슐 속에 있기 때문에 자기가 울 때 청각 손상을 입지 않는다. 암컷은 고막이 배 양쪽으로 바깥쪽에 작은 덮개로 덮여 있다.
