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밤하늘의 은하수는 쇠똥구리의 내비게이션
생명과학 KISTI (2013-01-30)
수컷 쇠똥구리(dung beetle)의 일상은 항상 이런 식이다: "쇠똥 더미로 날아가, 똥 부스러기를 모아 커다란 공(球) 모양의 덩어리를 만들고, 이 덩어리를 가능한 한 빠른 속도로 굴려 쇠똥 더미를 벗어난다." 그런데 깜깜한 밤에 물구나무를 선 채 쇠똥구슬을 굴리는 데 여념이 없는 쇠똥구리는 어떻게 길을 찾아갈 수 있을까? Current Biology 최근호에 실린 논문에 의하면, 쇠똥구리는 별빛을 이용하여 길을 찾는다고 한다. 인간 이외에 별빛을 이용하여 방향을 찾는 동물로는 새, 바다표범 등이 있는 것으로 알려져 있지만, 곤충이 별빛을 이용하는 것으로 밝혀진 것은 이번이 처음이다.

수컷 쇠똥구리가 쇠똥구슬을 만드는 이유는 오직 하나, 암컷을 유혹하기 위해서다. 쇠똥구슬을 선물받은 암컷은 수컷과 짝짓기를 하고, 거기에 알을 낳은 다음 깊이 1m의 복잡한 구멍 속에 쇠똥구슬을 묻어 둔다. 쇠똥구슬은 그 속에서 자라나는 쇠똥구리 유충들의 먹이가 된다. 그런데 수컷 쇠똥구리가 암컷과의 짝짓기에 성공하기 위한 핵심 포인트는 `쇠똥구슬을 직선경로로 굴리는 것`이다. 동작이 느릴 경우 라이벌 수컷들에게 추월당해 암컷을 빼앗길 수 있기 때문이다. 따라서 쇠똥더미 주변에서는 수컷들의 치열한 경쟁이 벌어진다. 신속하게 쇠똥구슬을 만들어 효과적으로 운반하는 수컷만이 경쟁의 승자가 된다.

이번 연구를 지휘한 스웨덴 룬드 대학교의 에릭 워런트 박사(동물학)에 의하면, 이번 연구에서 `쇠똥구리가 별빛을 이용한다`는 사실이 밝혀진 것은 순전히 우연이라고 한다. 워런트 박사가 이끄는 연구진은 본래 쇠똥구리가 달의 편광 패턴(polarized light patterns)을 이용하여 길을 찾는 방법을 연구하고 있었다. 그런데 어느 그믐날 밤, 연구진은 깜짝 놀랄만한 광경을 목격했다. 달빛이 없는 상황에서도 쇠똥구리가 직선궤적을 그리고 있었던 것이다. "우리는 소스라치게 놀랐다. 달빛이 없는 밤에도, 쇠똥구리는 별빛만을 이용하여 여전히 정확한 방향을 찾아가고 있었다"고 연구진은 술회했다.

연구진은 보다 자세한 연구를 위해, 모래로 가득 채워진 원형경기장을 만들고, 쇠똥구리가 중앙에서 가장자리로 쇠똥구슬을 굴리는 데 걸리는 시간을 측정하는 동시에, 그들의 이동궤적을 촬영하였다. 이 실험은 야외(별이 빛나는 밤)와 천체투영관(planetarium) 안에서 모두 실시되었다. 천체투영관 실험에서, 연구진은 별빛을 조절하고, 쇠똥구리가 사용할 만한 특정 단서들(specific cues)을 조작하였다. 실험 결과, 쇠똥구리는 직선경로를 따라 쇠똥구슬을 굴리며, 달빛 또는 (달이 없는 밤에는) 별빛을 이용하여 방향을 잡는 것으로 밝혀졌다. 연구진이 천체투영관에 밤하늘의 이미지를 투영하거나 은하수 하나만을 투영했을 때, 결과는 모두 동일하게 나타났다. 그러나 연구진이 쇠똥구리의 눈을 가리거나, 천체투영관에 몇 개의 별만을 투영하자, 쇠똥구리는 직선경로를 이동하는 데 어려움을 겪는 것으로 나타났다.

연구진은 이상의 연구결과를 종합하여, "야생의 쇠똥구리는 (개별 별자리가 아니라) 은하수 전체가 내뿜는 줄무늬 모양의 빛을 나침반으로 이용하여 방향을 잡는다"는 결론을 내렸다. "연구가 실시된 남반구 지역(남아프리카)에서는 다른 지역보다 은하수가 더 잘 보인다. 쇠똥구리처럼 시각이 예민한 곤충들에게는 은하수가 훨씬 더 잘 포착되는 것으로 생각된다"고 연구진은 말했다. "주간 시력이 가장 우수한 곤충은 꿀벌이지만, 쇠똥구리는 꿀벌보다 1,000배나 우수한 시력을 갖고 있다. 쇠똥구리의 눈에 비친 은하수는 `하늘을 가로지르는 (다양한 밝기의 별들로 이루어진) 희미한 띠`처럼 보일 것이다. 그러나 이 정도의 빛이라면 진로를 잡는 랜드마크로 이용하기에 충분하다"고 프린스턴 대학의 제임스 굴드 박사(진화생물학자로, 곤충의 커뮤니메이션과 내비게이션 분야의 전문가)는 말했다.

"단언할 수는 없지만, 쇠똥구리뿐만 아니라 다른 곤충들도 별빛을 이용하여 방향을 잡는 것으로 보인다. 예컨대 야행성 벌과 나방들은 밤에 활발하게 활동하지만, 아무도 그들이 어둠 속에서 방향을 잡는 방법을 연구해 본 적은 없다. 쇠똥구리에 관한 연구를 계기로 하여, 야행성 곤충들의 행태에 대한 연구가 본격화될 것으로 보인다"고 굴드 박사는 말했다.

※ 원문정보: , Eric J. Warrant, "Dung Beetles Use the Milky Way for Orientation", Current Biology, 24 January 2013, DOI: 10.1016/j.cub.2012.12.034

출처 : http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/01/dung-beetles-navigate-by-the-mil.html?ref=hp
정보제공 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
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