[청색기술의 스승] 춤추는 새끼 바다거북, 항해 능력의 신비를 밝혀내는 데 도움을 준다

새로운 연구에 따르면 바다거북은 특정 자기 신호를 식별할 수 있으며, 이는 수생 파충류가 어떻게 같은 먹이와 둥지를 반복해서 찾아갈 수 있는지 암시한다.

바다거북의 이동은 인상적이다: 이 수생 파충류는 수천 킬로미터를 헤엄쳐 바다를 가로질러 같은 먹이 서식지와 산란지로 돌아간다. 항상 가장 짧고 직접적인 경로를 택하는 것은 아니 지만, 결국에는 목적지에 도착한다.
연구자들은 이 장대한 여정을 오랫동안 경탄해 왔다. 수년에 걸쳐 연구자들은 바다거북이 마치 GPS 시스템이 내장된 것처럼 지구의 자기장을 이용해 항해한다는 사실을 추론해낼 수 있었다. 하지만 과학자들은 파충류가 자기장을 이용해 방향을 찾는 방법을 정확히 이해하지 못했다.
최근 새로운 연구에서 이 유리한 행동에 대한 더 많은 통찰력을 제공하고 있다. 12일 국제 학술지 ‘네이처(Nature)에 발표된 새로운 논문에 따르면 새끼 바다거북은 특정 자기 신호를 식별할 수 있다.
이 연구의 공동 저자인 미국 노스캐롤라이나대의 동물학자 캐서린 로만은 “바다거북이 우리 가 상상하기조차 어려운 방식으로 탐색하는 데 사용하는 보이지 않는 풍부한 정보에 접근할 수 있다는 것은 놀랍다"고 말한다.
이 실험에 따르면 바다거북은 나침반처럼 일반적인 이동 방향을 알려주는 자기 감각과 특정 좌표를 찾는 데 도움이 되는 지도 제작에 사용하는 두 가지 자기 감각을 가지고 있다.
과학자들은 이러한 발견이 바다거북이 왜 그렇게 숙련된 항해사인지 설명하는 데 도움이 될 것이라고 말한다.
이 논문에 참여하지 않은 매사추세츠공대의 해양 생태학자 카트리나 필립스는 “거북이가 자 기장을 이용해 항해하는 방식에 대한 새로운 사고방식”이라며 “우리는 아직도 그들이 자기 장을 어떻게 인식하는지조차 이해하지 못하는데, 그래서 기계적으로 무슨 일이 일어나고 있 는지 알아내야 한다”고 말한다.
바다거북 항해의 신비를 풀기 위해 연구자들은 파충류를 포획하여 연구하던 중 발견한 사랑 스러운 행동에 의존했다. 실험실의 새끼 바다거북은 먹이가 다가오는 것을 알면 춤을 춘다. 즉, 먹이가 다가오면 새끼 바다거북은 머리를 수면 위로 들어올리고 오리발을 펄럭이며 종 종 원을 그리며 빙글빙글 돌기도 한다.
연구자들은 러시아의 생리학자 이반 파블로프의 유명한 개와 종 실험과 유사한 설정에서 특 정 자기장을 먹이와 연관시키도록 조건화함으로써 이 습성을 이용해 자기장과 바다거북의 관계를 연구할 수 있다는 것을 깨달았다.
지구의 자기장은 모든 곳에서 동일하지 않다. 장소마다 예측할 수 있을 정도로 다르며, 이는 지구의 각 지역마다 고유한 자기 신호가 있다는 것을 의미한다. 연구자들은 먹이와 춤 반응 을 이용해 바다거북이 특정 자기 신호를 식별할 수 있다는 것을 보여줄 수 있을지 궁금했 다.
연구진은 코일 시스템으로 둘러싸인 수조에 어린 바다거북 한 마리씩을 넣어 서로 다른 자 기장 신호를 만들어냈다.
한 실험 조건에서는 멕시코만의 한 지점에 대한 자기 신호를 만들어 거북이에게 먹이를 주 었다. 다른 실험에서는 뉴햄프셔 인근 지역의 자기 신호를 생성하고 거북에게 먹이를 주지 않았다. 연구진은 2개월의 적응 기간 동안 각 장소에 비슷한 시간 동안 바다거북을 노출시 켰다. 새끼 거북이 먹이와 멕시코만 자기 신호를 받은 후 춤을 추기 시작하는 데는 그리 오 랜 시간이 걸리지 않았다.
이후 며칠에 걸쳐 연구진은 거북이를 같은 자기장에 다시 넣었지만 먹이는 주지 않았다. 그럼에도 불구하고 거북이 춤을 추었는데, 이는 거북이 먹이와 관련된 특정 자기 신호를 인식 했음을 시사한다. 최대 4개월 후에도 일부 거북이는 멕시코만 자기장에서 춤을 추었다.
미국 CNN의 줄리아나 브래그에 따르면 쿠바, 델라웨어, 메인, 플로리다 등 다른 지역의 자 기 신호를 사용했을 때도 비슷한 결과를 얻었다고 한다.
과학자들은 바다거북이 수년간 자기 좌표를 기억할 수 있으며, 이는 위험하고 종종 치명적 인 바다 생태계에서 생존하는 데 도움이 되는 적응력이라고 생각하고 있다.
연구에 참여하지 않은 플로리다대 해양 생물학자 자넷 위네켄은 “어린 바다거북이 포식자의 입을 최대한 빨리 벗어나는 것이 매우 중요하며, 거북이는 발달을 유지하고 생존 가능성을 높이기 위해 먹이를 효율적으로 찾아야 한다”고 말한다.
또 다른 유사한 실험에서 연구자들은 휴대폰과 무선 송신기에 사용되는 고주파를 거북이에 게 추가하여 거북이에게 어떤 영향을 미치는지 확인했다. 과학자들은 이전에 동물이 체내의 화학 반응으로 인해 지구 자기장에 민감할 수 있으며, 이러한 파장이 이러한 과정을 방해할 수 있다고 예측한 바 있다.
바다거북은 고주파에 노출되어도 여전히 자기장 신호를 감지하고 식별할 수 있었지만, 내부 나침반으로 방향을 잡는 능력에는 장애가 있는 것으로 나타났다. 이는 바다거북이 자기장을 감지하는 두 가지 감각을 가지고 있음을 시사한다.
현재 텍사스 A&M대의 생물학자이면서 노스캐롤라이나대 박사 과정 학생으로 연구를 수행 한 수석 저자 카일라 고포스는 “자기 지도 감각은 GPS와 같은 위치 감각이며, 나침반 감각 은 어느 방향으로 가야 하는지 알려준다"며 “아마도 이것이 그들이 먹이터나 둥지 같은 중 요한 생태학적 장소로 돌아가는 방법일 것”이라고 밝혔다.
이 연구는 바다거북의 항해에 대한 새로운 통찰력을 제공하지만, 여전히 많은 의문이 남아 있다. 과학자들은 파충류가 지구의 자기장을 감지할 수 있는 근본적인 신체 부위를 여전히 찾고 있다.
고포스는 “시각에는 눈이 있고, 후각에는 코가 있으며, 청각에는 귀가 있다는 것을 알고 있 지만 자기 감각에 대해서는 이와 같은 수용체가 발견되지 않았고 그 메커니즘도 아직 밝혀 지지 않았다”고 말했다.
청색기술의 스승은 아직 많은 비밀과 신비스러움을 지니고 있다.