진화과정에서 발달하는 빛과 행동

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-02-11

한밤중에 불을 켜면 부엌에서 살고 있는 바퀴벌레나 쥐는 빠르게 도망간다. 하지만 동일한 상황에서 일부 나방은 방어준비를 하지 않고 있다가 박쥐에게 잡아먹힌다. 박쥐와 나방은 서로 6500만년 전에 함께 진화해왔다. 많은 나방은 박쥐의 초음파 반향전위를 사용해서 쉽게 벌레를 잡아먹을 수 있다. 몇몇 소수의 박쥐는 반향전위법을 발전시켜서 나방을 들을 수 있으며 나방이 피할 수 어렵게 한다. 하지만 이러한 진화과정의 무기결정과정에서 매번 불을 켜는 것을 단락시켰다. 현장연구에서 남아프리카의 프리토리아 대학 (University of Pretoria)의 생태학자인 코네일리 미나르 (Corneile Minnaar)의 연구팀은 프리토리아 부근의 국립공원의 어두운 곳과 인공 빛이 있는 곳에서 곳에서 살고 있는 케이프 세로틴 박쥐 (Cape serotine bats, Neoromicia capensis)의 식습관을 조사했다. 곤충을 먹이로 삼는 남아프리카에 가장 흔한 이 박쥐는 그 주변에 존재하는 나방을 반향전위법을 이용해서 찾게 된다. 미나르의 연구팀은 휴대용 그물망과 덫을 이용하여 테스트 지역에서 먹이가 될 수 있는 곤충의 양과 종류를 조사했다. 케이프 세로틴 박쥐는 보통 많은 나방을 먹는다. 과학자들이 예상한 것처럼 이들은 어두운 곳에서 빛을 비추어진 상태에서 좀 더 많은 나방을 잡았다. 하지만 놀라운 것은 빛을 켜놓은 상태에서 박쥐의 먹이를 공유하는 곤충이 형성된다는 점을 발견했다. 밝은 지역에서 먹이가 되는 나방의 비율은 어두운 부분보다는 여섯 배 정도 높다. 하지만 놀랍게도 비록 나방은 밝은 지역에서의 숫자가 전체 숫자보다 적은 부분은 차지하고 있지만 이들은 박쥐의 먹이에 있어서는 중요한 역할을 한다. 박쥐가 먹이를 사냥하는 모습을 관찰하기 어렵기 때문에 미나르는 박쥐의 먹이에서 나타나는 변화를 설명할 수 있는 수학적 모델을 만들었다. 예를 들어 한 가지 모델은 나방이 다른 곤충보다 더 쉽게 찾을 수 있다는 것이다. 다른 사례는 나방은 박쥐가 잡을 수 있는 가장 큰 곤충이라는 점이다. 이 실험결과에 가장 일치하는 모델은 이들 나방은 어두운 곳에서 좀더 효율적으로 피할 수 있었다. 하지만 인공적인 빛이 있는 곳에서는 이러한 방어행위를 포기하는 경향을 보였다. 이와 같은 발견은 노스 캐롤라이나의 웨이크 포레스트 대학 (Wake Forest University)의 생물학자인 아론 코코런 (Aaron Corcora)이 주장한 박쥐와 나방의 공진화 (co-evolution)의 이론과 일치한다. 그는 이러한 주장이 좀더 많은 행위실험을 통해서 확인되기를 바라고 있다. 미나르는 포식자에서 식물까지 전체 생태계에서 빛이라는 공해가 가져오는 엄청난 효과를 조사할 수 있는 전지구적인 프로젝트를 계획하고 있으며 빛 공해에 대한 시민과학 프로그램을 계획하고 있다. 미나르는 좀 더 많은 데이터가 존재하기 때문에 유럽박쥐에 집중하고 있다. 하지만 현재 그의 최근 발견의 함의는 미나르를 현장이 아닌 도서관으로 가도록 했다는 점이다. 그의 연구를 통해서 나방이 들을 수 없는 신호를 갖고 있는 박쥐 종은 일반적인 박쥐 종들보다 빛의 공해에 영향을 받기 때문에 멸종의 위험이 커진다고 주장했다. 나방을 사냥하는 박쥐는 빛을 피하고 좀 더 천천히 날아야 하기 때문에 희귀한 경향이 있으며 이들은 올빼미나 박쥐독수리 (bat hawks)에 취약하게 된다. 미나르는 “우리의 예비분석에서는 유럽에서 적어도 빛의 공해는 이들 박쥐에게 멸종의 원인으로 영향을 주고 있다”고 주장했다. 그는 이것은 “상당히 우려스러운 신호”라고 주장했다. 빛에 대한 정책적인 결정은 에너지 절약이나 탄소배출감소에 집중하는 경향이 있다. 하지만 위험에 처한 생물종에 대한 위험분석이 없이 “빛 공해가 생태계에 주는 영향은 논의의 대상이 되지 않고 있다"고 말했다. 출처: <네이처> 2015년 2월 7일 (Nature doi:10.1038/nature.2015.16871) 원문참조: Pavey, C. R. & Burwell, C. J. Oikos 81, 143–151 (1998). ArticleISI Show context Minnaar, C., Boyles, J. G., Minnaar, I. A., Sole, C. L. & McKechnie, A. E. J. Appl. Ecol. http://dx.doi.org/10.1111/1365-2664.12381 (2014). 1.16871.jpg http://www.nature.com/news/spotlights-flip-the-switch-on-an-evolutionary-arms-race-1.16871