새들이 보는 세상

빨강 초록 파랑 외에도 자외선까지?

사람의 눈에 들어온 빛은 빛의 밝기를 인지하는 간상세포 (rod cell)와 색을 인지하는 원추세포(또는 원뿔세포?, cone cell)를 통해 전기신호로 변환되어 뇌로 간다.

원추세포는 빨강, 녹색, 파란색을 인식하는 3종류로 구분되는데, 그럼 각각의 원추세포는 어떻게 다른 파장의 빛을 구분하여 받아들일까? 원추세포에 가운데에 빨간색, 녹색, 파란색의 기름방울 (oil drop, 밑의 사진 참조)이 있고, 빛이 이 기름방울을 통과하면, 마치  빨간색 셀로판지를 통과한 빛이 빨강에 가까운 파장대 빛만 통과시키듯 일부 파장의 빛만 투과시키기 때문에 3종류의 원추세포들 각각이 다른 파장의 빛을 받아들이게 되고, 전기신호로 바꾸어 우리가 색을 인지하게 된다.

우리는 3종류의 원추세포를 보기 때문에 빨녹파에 기반한 색의 조합으로 세상을 보게 되는데, 새들은 자외선 파장대를 보는 원추세포가 하나 더 있다. 그래서 빨-녹-파-자외선 4 원색으로 세상을 본다.

새의 깃털 중에서는 우리가 보기에는 녹색이나 회색으로 보이지만 새들에게는 녹색 + 자외선, 검은색 + 자외선 색깔로 보이기 때문에 사람이 보기엔 어색한 조합이지만 새들 눈에는 화려한 색으로 보이는 깃털조합이 있다고 한다.

어류와 양서류, 특히 진흙으로 탁하기 쉬운 민물에 사는 어류와 양서류의 경우에는 빨-녹-파 이외에도 적외선을 인지하는 원추세포가 추가로 존재한다고 한다. 혼탁한 물속에서는 아무래도 더 긴 파장의 빛을 받아들일 수 있는 개체가 유리해서 그렇게 진화한 것이 아닐까?

모든 조류가 4파장으로 색을 인지하는 것은 아니다. 오히려 밤에만 활동하는 올빼미 같은 새들은 원추세포가 2종류 또는 없는 경우들도 있는데, 아마도 필요가 없어서 퇴화되었지 않은가 짐작할 뿐이다.

이런 야간 생활에 적응한 동물을 시조로 가지는 표유류는 대개 원추세포가 2종이다. 개나 고양이는 노랑과 파랑을 인지하는 두 종류의 원추세포만을 가진다.

특이한 점은 영장류는 다시 3 원색을 구분하는 능력을 확보하였는데, 그 진화는 나무열매가 익은 것을 구분하는 능력을 가진 개체들이 더 쉽게 살아남았기 때문으로 추측된다. 개와 같은 노랑-파랑 기반 색 인식으로는 익은 과일의 색인 빨간색을 구분할 수 없지만 빨-녹-파 기반에서는 당연히 빨간색을 구분할 수 있다. 그리고 자연에서 대부분의 과일은 익으면 빨간색을 나타내게 되고.

궁금한데 누군가 해줬으면 하고 듣고 보니 아~~ 하게 되는 연구가 어쩌면 참 좋은 연구가 아닌가 싶다.

참고: Wash U in St. Louis의 Joseph C. Corbo 랩

https://corbolab.wustl.edu/