진화생물학, 시각 의사소통 방향성

시각 의사소통 방향성

유럽산 검정 뇌 조L yr urus tectrix와 북미 산 대형 뇌조Tympanuchus cupids의 울음은 3~5km에까지 들린다. 그러나 같은 새들의 시각 과시는 1km 이상을 넘지 못하고 보통 그 이내에 미칠 뿐이다. 그러나 이러한 사실들이 동물들의 소리가 최대한 먼 거리까지 미치도록 진화하였다는 것을 의미하는 것은 아니다. 오히려 그 반대로 동물이 내는 소리의 음량과 주파수는 다름 아닌 신호 자의 관심의 대상이 되는 개체들에만 도달되도록 만들어져 온 듯하다. 그 이상을 넘어 전파한다는 것은 포식자들을 불필요하게, 그리고 위험스럽게 불러들일 뿐이다. 물론 때에 따라서는 신호를 될수록 먼 데까지 미치게 하는 것이 유리하다. 구애자에 있는 수컷들의 경우나 새끼를 잃어 심한 고통 속에 있으면 그리고 사회성동물이 포식자를 피해 달아나면서 경보울음을 낼 때 음량과 전 패거리가 최대가 되는 것을 보게 된다. 새의 떼거리 울음 mobbing calls는 그 좋은 본보기가 된다. 이들의 소리는 먼 거리에까지 미치므로 공격목표가 되는 포식자 새들의 위치를 쉽게 알아보게 되어 있는 것 같다. 이와는 대조적으로 어미가 새끼를 자기 옆으로 부른다든가 집단의 구성원들이 빽빽한 숲속에서 서로 접촉을 유지할 경우 그리고 짝지은 배우자들이 둥지 지키기 교대 의식 nest-changing ceremonies를 하면 소리는 목표로 하는 수신자의 귀를 지나칠 정도까지 강한 경우는 거의 없다. 모이니한 Moynihan(1969)은 이 원리를 이용하여 여러 가지 신세계 원숭이들의 울음소리에서 나타나는 음조 pitch의 차이를 설명하였다. 신세계 원숭이들 가운뎃소리를 크게 내는 꽥꽥 원숭이 Alouatta는 多雨 林의 빽빽한 수관부에 가려 안 보이는 경쟁집단에 대한 신호로 낮은 음조의 소리를 쓴다. 비단털원숭이와 밤원숭이를 포함해 다른 원숭이들은 높은 음조를 내는데 이것은 낮은 주파수의 소리보다 대기중에서 에너지소실이 빨라 단시간 내에 사라진다. 이 높은 주파수의 소리는 여러 가지 나뭇잎과 줄기에 부딪히며 곧 분산되는 경향을 나타내므로 그 전파범위가 더욱 제약된다. 이러한 울음소리는 이웃 집단 간의 단거리 접촉을 포함하는 각종 상황에 쓰인다. 모이니한은 고주파의 신호는 몸이 작은 데서 온 자동적인 산물이 아니고 비밀성을 높여 보통 작은 동물이 더 받는 포식의 위험으로부터 안전을 도모하기 위해 특별히 진화된 성질이라고 주장하였다. 소리희사 소통의 가장 훌륭한 고안은 바로 유연성을 갖는다는 데 있는데 바로 이것으로 말미암아 사람의 언어가 진화될 수 있었다. 즉, 페로몬은 정보 전달속도를 상당히 높이기 위해서는 여러 개의 腺 저장소가 작동해야 하는 반면 소리 신호는 모두 단일기관에서 나올 수 있다. 그뿐만 아니라 간단히 기계적 조정만으로 음량, 음조 그리고 소리의 조화로운 구조와 소리의 순서를 다 꿀 수 있어 이들의 조합으로 상당한 범위의 다양한 신호를 만들어낼 수 있다. 소리의 빠른 전달속도와 역시 신속한 소실속도는 정보의 전파율을 높이는 데 기본이 된다. 접촉 의사소통 접촉에 의한 의사소통은 집합 aggregation, 타협 conciliation, 구애 courtship 그리고 부모·자식 등의 친근한 관계에서 상호 신체적 접촉이 가장 긴 말하게 이뤄지리라 예상되는 그런 사이에 가장 발달하여 있다. 동면 중의 딱 정벌 레나 이동 중의 어군처럼 밀집한 집합을 나타내는 종들에서 신체적인 접촉은 탐색 행동을 종료시켜주는 분명한 목표인 동시에 신호이다. 그러나 경우에 따라서는 이러한 접촉의 결과 다른 생리 및 행동적 변화가 야기되어 그 동물이 새로운 존재 양식을 갖추게 유도하는 때도 있다. 진딧물에서 의 접촉 자극은 無翅型을 有翅型으로 바꾸는 주된 신호가 된다. 유시형은요 성 생식하며 더 쉽게 분산되고 그럼으로써 다른 기주식물에 새로운 군집을 형 성함으로써 母 群集의 개체군 압력을 완화한다(Lees, 1966). 집단으로 사육되는 메뚜기의 어린 벌레 nymph는 학습을 통해 동료 벌레를 비슷한 크기의 다른 물체들과 구별하도록 익히게 되는데 자신의 뒷다리를 찬다든지 더듬이를 빙빙 돌린다든지 수염이나 더듬이로 다른 메뚜기의 몸을 더듬어 살핀다는 지하여 그중 특유의 사회적 반응으로 인사를 한다. 엘리스 P. Elis(1959)는 이 메뚜기의 어린 벌레를 격리 사육할 때 가는 철사를 계속 움직여가며 접촉을 유지해 주어 이러한 사회화 과정을 모의적으로 조작해 보았다. 그 결과 이때 메뚜기들은 이러한 접촉 자극만으로도 정상 수준의 반응을 나타냈다. 시각 의사소통 방향성은 시각 의사소통 계의 가장 중요한 요소가 된다. 그래서 시각적 영상은 공간 속에서 즉시 포착되는 것이다. 큰 눈을 가진 꿀벌은 약 1로 벌어진 각을 구별할 수 있는가 하면 그 구조상 전형적인 포유류의 눈을 가진 사람의 경우 0.01까지 구별할 수 있다. 빛 신호는 신호의 길이에 관한 2가지 대립하는 전략 중 그 어느 한쪽으로든 분류될 수 있다. 즉 한쪽 극단에서 보면 몸 표면에 음영이나 색채의 패턴을 다소간 영구적으로 발달시킬 수 있고 아니면 색소침착, 색소포의 확장과 수축 따위로 일시적인 발색을 일으켜 최소의 에너지 소모로 오래 지속하는 신호를 만들어 낼 수 있다. 따라서 시 각이 가능한 한 언제나 시각 신호 optic signals는 종과 개체는 물론 순위제의 개체의 지위를 알아보게 하는 데 중요하다는 사실이 밝혀졌다. 다른 한편으로 시각신호는 신속히 사라지거나 다른 유형의 신호로 바뀔 수 있게 설계되어 있다. 그러므로 이들 신호는 보통 진화적으로 청각 신호와 얽혀져 구애와 공격적인 대치상황에서 일어나는 매우 빠른 氣分 的인 변동을 전달해 준다. 그러나 이와 같은 시각 신호의 특징은 제한된 조건에서만 유리하게 작용한다. 즉, 빛이 없는 상태에서는 동물 자신이 생물발광 bioluminescence에의 해 신호를 보낼 수 없으면 시각적 의사소통은 절대 이뤄지지 않는다. 더욱이 이 시각 의사소통은 신호가 광수용기로 향했을 때만 효과가 있다. 따라서 의사소통이 정확히 이뤄지기 위해서는 두 동물이 그에 적절한 행동을 취해야 함은 물론 정 위가 제대로 되어 전달이 정확히 일어날 수 있어야 한다. 동물 가운데 많은 종류의 의사소통 시스템이 전적으로 화학적이거나 아니면 완전히 청각에 의존하는 반면에 시각에만 완전히 의존하는 경우가 거의 없는 것은 그 때문이다. 전기적 의사소통 상어와 가오리 그리고 보통 장어 Anguillidae와 電氣 魚들 Gymnotidae, Mormyridae, Gymnarchidae은 저주파의 약 전압구매를 감지하고 이를 향해 정의할 수 있다(Kalmijn, 1971 ; Bullock, 1973). 전기수용 electrorece - piton은 먹이 찾는 장치로 널리 쓰이고 있다. 상어는 넘치다 내는 약하고도 꾸준한 전장을 감지해 이놈 치가 모래 속에 묻혀 있어도 찾아낼 수 있다. 더욱이 전기어는 근육조직의 상당한 변화로 형성된 전기기관을 써서 그들 자신의 戰場을 만들어 낸다. 물속의 먹이동물이나 다른 물체들이 이 전장을 교란하면 다른 감각 신호가 없는 상태에서도 그들의 존재가 전기 너에게 노출되어 버린다(Lippmann, 1958). 이 정도로 전기가 정교하게 이용되는 것으로 보아 최소한 어떤 전 기어들이 이러한 자신들의 전장을 의사소통까지 쓴다는 사실은 놀라울 것이 못 된다. 예를 들면 Black-Cleworth(1970)는 전기 어의 일종인 Gymnotus carapo의 개체들이 같은 종의 개체들이 정상적으로 내는 전기탐지 펄스 pulse를 알아내고 이를 피하는 경향을 보인다는 점을 밝혀냈다. 공격에 앞서서나 공격과 동시에도 어떤 먹이동물이 발견되었을 때 일어나는 식으로 방전 빈도가 갑작스럽게 증가하는 현상이 일어난다. 이러한 전기 의사소통 현상을 알아내는 데는 특수한 기술이 필요하므로 이 현상이 전기의 이외에서도 일어나는지는 알려지지 않았다. 이런 식의 감각 경로가 갖는 이점은 매우 크다. 전장은 소리와 같이 어둠 속에서도 탐지될 수 있고 또 보통 장애물을 돌아 전달될 수 있다. 또 이 전장은 방향성이 강하고 고도의 비밀성을 보유하고 있다고 할 수 있다. 이와 아울러 전장은 비교적 조용한 물에서만 쓰일 수 있고 또 오직 좁은 범위에 걸쳐서만 사용될 수 있다.