철새의 방향 결정에 대한 특수 능력 해독

(댄 트리) - 전 세계적으로 매년 수많은 종의 새들이 이동합니다. 그렇다면 어떻게 길을 잃지 않을 수 있을까요?

매년 수십억 마리의 새들이 대이동을 하며, 목적지에 도달하기 위해 수천 마일을 날아갑니다. 북극제비갈매기( Sterna paradisaea )와 같은 일부 종은 평생 지구에서 달까지 왕복하는 거리와 맞먹는 거리를 이동하기도 합니다.

문제는, 이 작은 생물들이 어떻게 그렇게 장대한 여정을 정확하게 항해할 수 있느냐는 것입니다.

과학자들은 새들이 항해를 위한 복잡한 감각을 가지고 있다는 사실을 발견했는데, 그 중 일부는 잘 알려져 있지만 많은 감각은 인간에게는 여전히 미스터리로 남아 있습니다.

방향 감각

새들이 길을 찾는 데 사용하는 두 가지 기본적인 단서는 시각과 후각입니다. 한 번 이동한 적이 있는 새들은 강이나 산맥과 같은 익숙한 지형지물을 기억할 수 있습니다.

이와 대조적으로, 물 위를 이동하는 철새는 방향을 안내할 랜드마크가 적습니다. 이러한 경우, 이들은 후각에 더 의존합니다. 한 연구에 따르면, 후각이 손상된 스코폴리바다새( Calonectris diomedea )는 육지에서는 비행할 수 있었지만, 물 위를 비행할 때는 방향 감각을 잃었습니다.

새들은 태양과 별을 "길잡이"로 사용하기도 합니다. 낮에 나는 새들은 "태양 나침반"을 사용하는데, 이는 하늘에서 태양의 위치를 ​​보는 시각과 생체 리듬에 기반한 시간 감각을 결합한 것입니다.

이 두 가지 정보를 결합하면 새들은 마치 살아있는 해시계처럼 어느 방향을 향해 날아가는지 판단할 수 있습니다.

연구에 따르면 인공 조명으로 새의 일주기 리듬을 방해하면 새가 방향을 정확하게 잡을 수 없게 됩니다. 이는 주간 철새에게 태양 나침반이 얼마나 중요한지를 보여주는 사례입니다.

하지만 대부분의 새들은 밤에 이동하기 때문에 태양의 위치는 거의 소용이 없습니다. 이 경우 새들은 별의 위치와 자전에 의존하여 길을 찾습니다. 새들은 이 별 나침반을 사용하여 북극성, 즉 인간이 수천 년 동안 항해에 사용해 온 북극성 주변의 별들의 위치를 ​​파악합니다.

밤에 나는 새들은 별에 의지해 방향을 찾습니다(사진: 게티 이미지).

지구 자기장: 신비한 감각

하지만 하늘이 흐려서 새가 해, 별, 또는 다른 랜드마크를 볼 수 없다면 어떨까요? 바로 그때 새의 놀라운 감각이 발휘됩니다.

새들은 태양이나 별이 없어도 길을 찾을 수 있는데, 이는 부분적으로 자기감각이라는 감각 덕분입니다. 이 감각을 통해 새들은 지구의 자기장을 감지할 수 있습니다.

이러한 특수 능력은 공상과학 소설처럼 들릴지 모르지만, 연구 결과에 따르면 자기장에 간섭하면 새에게 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 한 연구에 따르면 비둘기 주변의 자기장을 바꾸면 비둘기가 집으로 돌아가는 길을 찾는 능력이 방해를 받는 것으로 나타났습니다.

새들이 자기장을 감지할 수 있다는 것은 분명하지만, 어떻게 그렇게 하는지는 과학자들에게 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 영국 옥스퍼드 대학교의 피터 호어 교수는 새들이 지구 자기장의 세기와 방향에 따라 결과가 달라지는 일종의 화학 반응을 이용해야 한다고 말합니다.

이 화학 반응이 어떻게 일어나는지에 대한 여러 이론이 있지만, 호어 교수는 새의 망막에서 발견되는 크립토크롬이라는 분자 때문이라고 생각합니다. 연구진은 실험실에서 분리된 크립토크롬이 자기장에 반응하며, 이러한 반응에는 새의 자기장 감지 능력에 필수적인 것으로 알려진 청색광이 필요하다는 것을 확인했습니다.

그러나 연구자들은 크립토크롬이 지구 자기장의 작은 변화까지 감지할 만큼 민감한지는 아직 확신하지 못하고 있습니다. "이 나침반의 작동 원리에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다."라고 호어 교수는 말합니다. "심지어 새의 망막에 얼마나 많은 크립토크롬 분자가 있는지도 모릅니다."

일부 연구에서는 새의 부리 내부에 자기 감지 메커니즘이 있다는 사실도 지적했습니다. 부리 윗부분에는 철 기반 광물인 자철광과 상호작용하는 수용체가 있습니다. 이 수용체는 중요한 신경 경로를 통해 뇌와 연결되어 있어, 새가 자기장의 세기를 측정하는 또 다른 기법일 가능성을 시사합니다.

새는 자기장을 감지하는 것 외에도 편광광을 감지하여 방향에 대한 정보를 수집할 수 있습니다. 편광광은 파동이 특정 평면에 정렬되어 진동하는 빛의 한 종류입니다.

햇빛은 지구 대기를 통과하면서 예측 가능한 방식으로 편광됩니다. 새들은 망막의 특수 세포를 이용하여 이러한 편광 패턴을 감지하고, 흐린 날씨에도 태양의 위치 정보를 포착할 수 있습니다.

조각들을 하나로 모으다

우리가 낮에는 눈을 사용하고, 밤에는 어두운 방에서 길을 찾기 위해 손을 사용하는 것처럼, 새들도 다른 시간에 다른 감각을 사용합니다.

새들은 나침반 신호를 통합하여 방향을 찾을 수 있습니다. 각 신호는 이동 경로에 따라 그 중요성이 다릅니다. 예를 들어, 지구 자기장을 교란시킬 수 있는 뇌우나 태양 극대기에는 자기 감지가 그다지 유용하지 않습니다.

그리고 이러한 모든 전략은 새의 유전적 특성에 크게 영향을 받습니다. 새는 부모로부터 이동 성향을 ​​물려받습니다. 각 종의 비행 거리와 방향은 대체로 유전적 특성에 의해 결정됩니다.

보존 노력에는 이들을 다른 서식지로 옮기는 것도 포함되지만, 이러한 노력은 대체로 성공적이지 못했습니다. 이 동물들이 너무 이동에 능숙해서 옮겨진 후에도 종종 원래 서식지로 돌아오기 때문입니다.

따라서 연구자들은 여전히 ​​조류의 이동 습관에 영향을 미치는 유전자가 정확히 무엇인지 알아내기 위해 노력하고 있습니다. 이러한 시스템을 이해하는 것은 미래의 조류 보호에 필수적이기 때문입니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-kha-nang-dac-biet-xac-dinh-phuong-huong-cua-cac-loai-chim-di-cu-20250620020130525.htm