동물의 놀라운 감각

놀라운 동물들의 감각 능력

놀라운 동물들의 감각 능력
가시광선 촉각 소리 자외선 온도	중력	자외광선 냄새 자기장 맛 전기장

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많은 동물들은 주변 환경에 훌륭히 적응해 왔습니다. 다양한 종류의 에너지가 환경 속에서 존재하고 있으며, 이 중 몇 가지는 사람이 감지하지 못합니다. 이번 장에서는 동물들이 외부 세계를 감지하는 방식과 이를 가능하게 하는 해부학적 구조를 살펴보겠습니다.
개미	* 땅 5cm 위•아래의 작은 움직임을 감지할 수 있다. * 편광(polarized light)을 볼 수 있다.		박쥐	* 비엽(nose-leaf)을 사용하여 16cm 이내에 위치한 동물의 온기를 감지할 수 있다. * 박쥐는 18피트 이내에 있는 먹이(곤충)를 찾을 수 있고 반향 위치 측정 기관을 통해 곤충에 대한 정보를 얻을 수 있다. * 주파수 영역 3,000~120,000Hz 사이의 소리를 들을 수 있다.
벌	* 파장 영역 300 nm와 650 nm 사이의 빛을 볼 수 있다. * 주둥이, 앞 발, 더듬이에 화학수용기(미각기)를 가지고 있다. * 일벌의 눈은 각각 5,500개의 렌즈(낱눈, ommatidia)로 구성되어 있다. * 일벌은 배에 위치한 산화철(자철석) 고리를 통해 자기장을 감지할 수 있다. 이러한 능력은 지구 자기장의 변화를 감지하여 비행 경로를 결정하는 데 사용된다. * 편광을 볼 수 있다.		나비	* 다리에 화학수용기(미각기)가 있다. * 나비는 날개의 털을 사용해 공기 압력의 변화를 감지한다. * 노랑나비의 눈은 30 마이크론이나 작은 물체를 구분할 수 있다. (사람의 눈은 100마이크론 크기까지만 감지할 수 있다.)
대머리수리	* 망막에는 평방 밀리미터 당 백 만개의 광수용기가 있다. * 15,000피트 상공에서 지상의 작은 설취류를 볼 수 있다.		고양이	* 100에서 60,000 Hz에 달하는 청력을 보유하고 있다. * 14 평방 센티미터의 후각점막을 가지고 있다. 사람의 경우, 4 평방 센티미터의 후각점막을 가지고 있다.
카멜레온	* 카멜레온의 눈은 서로 독립적으로 움직이기 때문에 서로 다른 방향을 동시에 볼 수 있다.		바퀴벌레	* 수소 원자 직경보다 2000배 더 작은 크기의 움직임을 감지할 수 있다.
게	* 집게발과 몸의 다른 부위에 난 털을 이용해 해류와 진동을 감지한다. * 많은 게들은 긴 자루(stalk) 끝에 눈이 달려 있다.		가재	* 몸에 난 털을 이용해 0.1 마이크론(100 Hz) 크기의 움직임을 감지할 수 있다.
귀뚜라미	* 다리를 이용해 소리를 듣는다; 소리의 진동이 귀뚜리미 앞 다리의 얇은 막을 진동시시킨다.		개	* 최대 150 평방 센티미터의 후각점막을 가지고 있다. * 최대 40,000 Hz 까지의 소리를 들을 수 있다.
돌고래	* 박쥐와 마찬가지로 사물의 움직임과 위치를 감지하기 위해 반향 위치 측정 기제를 사사용한다. * 최소 100,000 Hz 이상의 주파수대 소리를 들을 수 있다.	잠자리	* 각 눈은 30,000개의 렌즈로 구성된다.

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지렁이	* 몸 전체가 화학수용기(미각수용기)로 덮여 있다.		독수리	* 안구의 길이 = 35 mm (사람의 안구 길이 = 24 mm) * 독수리의 시력은 사람보다 그 종류에 따라 2배에서 최대 3.6배 더 좋다. (Shlaer, R., 독수리의 눈: 망막 상의 질, Science, 176:920-922, 1972.)
코끼리	* 주파수 영역 1~20,000Hz 사이의 소리를 들을 수 있다. 매우 낮은 주파수의 소리는 사람이 들을 수 없는 “불가청음(infrasound)” 영역의 소리이다.		매	* 1.5 km의 거리에서 10 cm 크기의 물체를 볼 수 있다. * 사람보다 시력이 2.6배 더 좋다. (Garcia et al., 매의 시력, Science, 192:263-265, 1976.) * 시속 100마일의 속도로 하강할 때에도 선명한 시야를 확보할 수 있다.
어류	* 몇 몇 어류들은 10억분의 1의 비율로 희석된 L-세린(포유류의 피부에서 발견되는 화학물질의 일종)을 감지할 수 있다. * 머리와 몸통을 따라 이어진 관 내부에 감각기관으로 구성된 “측선”(신경소구)을 가지고 있다. 이를 사용해 물 압력의 변화를 감지하고 먹이와 동료의 움직임을 감지한다. * 몇 몇 어류들은 전자기 스펙트럼의 적외선 파장을 볼 수 있다.		어류 (메기)	* 3~4쌍의 수염(barbel)을 사용해 먹이를 찾는다. 이와 더불어 약 100,000개의 미뢰(taste bud)를 가지고 있다. (사람은 10,000개의 미뢰를 가지고 있다.)
어류 (심해)	* 망막에는 막대세포만 있다: 평방 밀리미터 당 2,500만개의 막대세포가 위치하여 있다. 깊은 바다 속에서 어두운 생체발광을 감지하기 위해 높은 밀도의 광수용기가 필요한 것으로 사료된다.		어류 (민어)	* 부레를 사용해 물 속의 소리파동을 감지한다. 소리파동 정보는 부레에서 중이에 위치한 “베버기관”으로 보내지고 이는 다시 내이로 보내진다. 내이의 모세포는 소리파동에 반응하여 뇌로 소리 정보를 전달한다.
어류 (네눈박이물고기 Anableps microlepis)	* 물 속과 물 밖을 동시에 볼 수 있다. 각 눈은 덮개로 양분되어 물 밖과 물 속을 볼 수 있는 구멍이 따로 있다.		파리	* 각 눈은 3,000개의 렌즈로 구성되어 있다. (Simmons and Young, 1999) * 초당 300프레임의 점멸융합률(flicker-fusion rate, 1초 동안 눈이 인식할 수 있는 외부 세계의 단편적인 영상 수)에 해당하는 시각 능력을 보유하고 있다. 인간의 점멸융합률은 밝은 곳에서 초당 60프레임, 어두운 곳에서 초당 24프레임이다. * 포식기생성 파리(Ormia ochracea)는 정중선 2o 이내의 영역의 소리만을 감지할 수 있다.(Mason et al., Nature, 410:686-690, 2001) * 똥파리는 다리에 난 3,000개의 감각모를 사용하여 맛을 감지한다.

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개구리	* 눈 뒷쪽에 위치한 고막은 외부로 노출되어 있다.		대왕오징어	* 직경이 25cm인 눈을 가지고 있다. * 망막에는 10억개의 광수용기가 존재한다.
여치	* 몸 전체에 난 털(감각센털, sensilla)을 통해 공기의 움직임을 감지한다. * 50,000 Hz 영역대까지의 소리를 들을 수 있다.		매	* 정상인의 시력은 20/20인 반면 매의 시력은 20/5이다. 이는 사람이 5피트 거리에서 식별할 수 있는 것을 매의 경우 20피트 거리에서 볼 수 있음을 의미한다. (Scientific American,2001년 4월호, 24페이지)
말똥가리 매	* 망막에는 1 제곱밀리미터 당 백만개의 광수용기가 위치하고 있다.		이구아나	* 화씨 2도씨 범위 안의 모래 온도를 감지할 수 있다. 이 온도는 이구아나가 알을 낳기 위해 필요한 온도이다.
해파리	* 상자해파리는 24개의 눈을 가지고 있다. (Nature, 435:201-205, 2005.)		쥐	* 1,000 Hz~100,000 Hz의 주파수영역대에 해당하는 소리를 들을 수 있다. 인간의 경우 20에서 20,000 Hz에 달하는 청력을 보유하고 있다.
별코두더지	* 별모양의 코를 이용하여 사냥을 한다. 별코두더지의 코끝에서 뇌까지 100,000개의 신경섬유가 존재한다. 이는 인간의 손에 자리잡은 감각 수용기 보다 6배 더 많은 수치이다.		모기	* 사람의 체취(특히 발냄새), 이산화탄소, 신체의 열과 습도에 이끌려 움직인다.
나방	* 밤나방은 1,000에서 240,000 Hz에 달하는 청력을 보유하고 있다. * 제왕나방은 5 km 떨어진 곳의 페르몬을 감지할 수 있다. * 누에나방은 11 km 거리에서 페르몬을 감지할 수 있다. 또한 공기분자 1017개 당 페르몬 분자 1개의 낮은 농도에서도 페르몬을 감지 할 수 있다. 수용기세포는 봄비콜(bombykol)이라고 불리우는 페르몬 분자 1개에 반응할 수 있고, 200개의 분자로 행동반응을 유도할 수 있다.		문어	* 망막에은 2천만개의 광수용기가 존재한다. * 밝은 빛에서 초당 70프레임의 점막융합률에 해당하는 시력을 보유하고 있다. * 눈의 동공은 직사각형 모양이다. * 촉수의 빨판에 화학수용기(미각수용기)가 위치하고 있고, 이를 사용하여 안전한 위치에 고정된 상태로 맛을 감지할 수 있다.

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펭귄	* 평평한 각막을 통해 수중에서도 잘 볼 수 있다. 또한 전자기 스펙트럼의 자외선 파장을 볼 수 있다.		돼지	* 혀에는 15,000개의 미뢰가 존재한다. 인간의 혀에는 9,000개의 미뢰가 있다.
비둘기	* 눈이 머리 측면에 위치하여 머리 바로 뒷 편을 제외한 340도 반경을 볼 수 있다. * 0.1 Hz 만큼이나 낮은 영역대의 소리를 감지할 수 있다.		플래티퍼스	* 부리에 0.05 마이크로볼트를 감지할 수 있는 전자감지기관이 있다. 이 외에도 부리에는 촉감과 온도를 감지할 수 있는 수용기가 위치하고 있다. * 내이의 달팽이관이 1/4 바퀴 감겨있다. 인간의 달팽이관은 이보다 2.7배 더 많이 감겨있다.
토끼	* 혀에는 17,000개의 미뢰가 있다.		쥐	* 1,000에서 90,000 Hz에 달하는 청력을 보유하고 있다.
해마	* 각각의 눈은 독립적으로 움직인다.		가리비	* 껍질 테두리를 따라 100개의 눈이 있다. 각각의 눈들은 불가사리와 같은 포식자의 그림자를 감지하는 데 사용되는 것으로 추정된다.
전갈	* 집게발에 난 털을 사용하여 0.072 km/hr 만큼이나 빠르게 움직이는 공기의 움직임을 감지할 수 있다. * 눈을 12개 가지고 있다.		상어	* 0.005 uV/cm 만큼이나 낮은 한계값을 가진 특별한 전자감응 수용기를 지니고 있다. 이 수용기는 먹이의 위치를 추적하는데 사용된다. 곱상어는 모래 밑에서 4 uAmp의 전류를 방출하는 가자미를 찾아낼 수 있다. * 백억분의 일 만큼이나 낮은 농도의 생선 분비물을 감지해내는 상어도 있다. * 몇몇 종류의 상어들은 송과체(pineal body)를 사용하여 두개골에서 바로 빛을 감지해 낸다. * 진환도상어는 직경 5인치(12.5 cm) 크기의 눈을 가지고 있다. 마지막 세 개의 정보의 출처는 다음과 같다. D.Perrine, 세계의 상어와 가오리(Sharks and Rays of the World), Stillwater: Voyaguer Press, 1999.

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뱀	* 살무사는 눈과 콧구멍 사이에 0.5cm 깊이의 열감지기관을 가지고 있다. 이 기관은 7,000개의 신경말단이 위치한 막으로 구성되어 있는데 이를 사용하여 섭씨 0.002-0.003도의 미세한 온도변화에도 반응할 수 있다. 방울뱀은 40cm 거리에서 쥐를 감지할 수 있다. 단 이때 쥐의 체온이 외부온도 보다 섭씨 10도 이상 더 높아야 한다. * 뱀의 혀에는 미뢰가 없다. 대신 혀를 사용하여 냄새와 맛을 입 속으로 옮긴다. 이때 냄새와 맛은 뱀의 입 천장에 위치한 제이콥슨 기관(Jacobson's organs)이라고 불리우는 분비낭을 통해 감지된다. 분비낭 내의 수용기에서 감지한 냄새와 맛 정보는 뇌로 전달된다. * 뱀은 외이(external ear)를 가지고 있지 않다. 따라서 뱀을 부리는 사람이 피리를 불더라도 뱀은 그 소리를 듣지 못한다. 아마도 뱀은 뱀을 부리는 사람과 피리의 움직임에 반응하는 것으로 생각된다. 하지만 소리 파동이 머리뼈를 통해 중이(middle ear)로 전달될 수도 있다. * 뱀은 움직이는 눈꺼풀을 가지고 있지 않다. 대신 투명한 비늘처럼 생긴 막이 눈을 덮고 있다.		참새	* 망막에는 평방밀리미터 당 400,000개의 광수용기가 있다.
거미	* 많은 거미들은 8개의 눈을 가지고 있다.		불가사리	* 팔은 광감지세포로 덮여 있다. 빛은 각각의 팔에 위치한 안점(eyespot)에서 감지되고 이는 팔이 움직이도록 한다.

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임종우 번역. 배정옥 검토.

 

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