새가 가진 능력은 하늘을 날 수 있는 것 뿐만이 아니었습니다. <Nature Communications>에 게재된 새로운 연구에 따르면, 새는 자외선을 통해 세상을 볼 수 있다고 합니다.
스웨덴의 룬드대학교 연구진은 왜 새가 자외선을 감지할 수 있도록 진화했는지 알아내기 위해 특별한 카메라를 설계했습니다. 이 카메라는 새가 식물을 보는 방식으로 식물의 이미지를 포착할 수 있습니다.
비밀은 추상체!
먼저 알아야할 것은, 우리는 망막에 위치한 광수용체 세포인 '추상체' 덕분에 색을 인지합니다. 이 광수용체 세포는 빛에 민감한 감각 세포인데요. 빛을 신경자극으로 바꿔줍니다. 이 신경자극들은 뇌로 전달되고 뇌에서 이 신호를 해석해 상이 만들어집니다. 장파장, 중파장, 단파장에 대응하는 세종류의 추상체가 있습니다.
장파장은 가시광선 영역 중 붉은 빛을 내는 약 560~780nm까지의 영역대의 파장을 말합니다. 중파장은 초록빛을 내는 약 480~560nm까지의 영역대의 파장을, 단파장은 푸른빛을 내는 360~480nm까지의 가시광선 영역대의 파장을 말합니다. 즉, 적색과 녹색, 청색의 파장을 감지할 수 있는 3종류의 추상체를 가지고 있다고 할 수 있습니다. 그런데 새는 이 3종류의 추상체 외에 자외선 파장을 감지할 수 있는 추가적인 추상체를 하나 더 가지고 있다고 합니다.
새의 눈 모방한 카메라로 본 식물
연구진은 새의 스펙트럼 민감도(spectral sensitivities)를 모방한 특수 카메라를 사용했습니다. 연구진은 스웨덴과 호주의 퀸즈랜드에 있는 다양한 식물 서식지에서 총 173세트의 사진을 찍었습니다. 참고로 1세트는 6장의 사진을 포함합니다.
룬드대학교 생물학과 Dan-Eric Nilsson 교수는 "인간의 눈에는 무성한 나뭇잎이 초록색의 뒤죽박죽인 것으로 보이지만 새는 분명하게 구분한다"며 "각각의 잎사귀가 또렷하게 보인다"고 전했습니다. 그는 "이 연구 전까진 아무도 몰랐던 사실"이라고 덧붙였습니다.
연구진이 촬영한 이미지를 보면 자외선 영역에서 잎을 감지할 때 훨씬 더 명확하게 식물을 볼 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 잎의 윗면은 더 밝게 보이지만, 밑면은 훨씬 더 어둡게 나타납니다. 자외선 영역으로 잎을 보면 명암이 더 높아졌다는 점을 알 수 있는데요. 이전보다 훨씬 세부적으로 감지하게 됩니다.
이는 아마도 새들이 덤불 속에서 음식을 찾으며 돌아다닐 때 훨씬 유용할 것으로 보입니다. 청색광의 경우, 투과하거나 반사되는 빛의 양이 비슷했는데요. 자외선 영역에서는 투과되는 빛의 양보다 반사되는 빛의 양이 훨씬 더 많았습니다.
이 연구의 저자는 "자연에서 위쪽으로 향하는 빛 보다는 아래로 향하는 빛이 훨씬 밝은데, 잎의 아래쪽보다는 잎의 위쪽 표면에서 반사되는 빛이 더 많다는 걸 의미한다"며 "이러한 요인들이 결합해 잎의 아래쪽 표면에서도 비슷한 양의 청색광을 방출하지만, 자외선의 경우 방출되는 빛의 양이 매우 상이하다"고 전했습니다. 한편, 이 연구가 새들이 식물을 보는 '방식'을 반영한 이미지를 얻었을 뿐이라는 점은 한계입니다.
##참고자료##
Cynthia Tedore et al, Avian UV vision enhances leaf surface contrasts in forest environments, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-018-08142-5
