이토록 광장한 세계(에드융작, 양병찬 옮김)

[민들레지기]

저자가 쓴 마지막 대목이 이 책을 관통하는 메세지일 것 같다.

'다른 환경세계를 탐험하는 능력과 노력은 선물이고, 소중히 간직해야할 축복이다.'

미쳐 생명이라고 받아들이지 않았던 많은 생물들이 어떻게 살아가는지를 알게 해준 감동스런 책이다.

사람만이 생각하는 고차원의 문화를 가졌다고 할 수 있을지 다시 돌아보게 된다.

모든 생명이 먹고 살아가는 모습은 어쩌면 처절한 노력이 필요한 시간이고,

아무리 작은 생명이라도 똑같은 시간을 살아내고 있었다.

눈에 보이지도 않을 만큼 작은 생명들의 치열한 삶의 과정을 밝혀낸 과학자들이 참 놀라울 뿐이다.

이토록 굉장한 세계 요약

에드융作, 양병찬옮김

1장 냄새와 맛, 예외없이 모두 느낄 수 있는

방향제 수용체를 품고 있는 뉴련이 뇌의 후각중추에 신호를 보냄으로써 냄새를 감지

많은 수컷나방은 성충이 되었을 때 구기조차 가지고 있지 않고, 먹이를 더 이상 필요로 하지 그들의 삶은 날기, 암컷찾기, 짝짓기에 바쳐진다.

블라스거미는 엄컷 나방의 냄새를 흉내내어 수컷나방을 치명적으로 매복처로 유인

(개미의 세계와 페르몬)

그들이 사용하는 화학물질은 페로몬, 같은 종의 구성원들 사이에서 메시지를 전달하는 화학적 신호

암컷나방이 수컷을 유인하는데 사용하는 봄바콜은 페로몬

개미는 많은 페르몬을 보유하고 있으며 그 특성에 따라 각각 다른 용도로 사용한다.

(냄새에지배되는 삶), 코끼리

(코로 그리는 지도) 새, 바다새들이 추적하는 냄새풍경

(스테레오 후각) 뱀

뱀의 두 갈래 혀, 벌새의 콧구멍진드기 연구

화학물질 수집기, 혀를 내밀어 냄새분자를 낚아채고 혀를 오므려 화학물질은 타액에 휩쓸려 뇌의 후각중추와 연결되는 한쌍의 방(서골비기관)으로 들어간다.

뱀은 혀의 도움으로 세상의 냄새를 맡으며 혀를 날름거리는 것은 개가 코를 킁킁거리는 것과 같다.

수컷 가터뱀은 혀를 사용해 암컷이 남긴 페르몬의 흔적을 탐지, 추적할 수 있다.

(냄새의 맛의 차이)

냄새는 복잡한 용도-먼 바다건너기, 먹이찾기, 무리 또는 군집 조정하기로 사용될수 있지만, 맛은 거의 항상 먹이에 대한 이진법적 결정을 내리는데 사용한다.

파충류, 조류, 포유류는 혀로 맛을 본다. 그러나 대부분의 곤충은 발과 다리로 맛을 느낄 수 있다.

우리는 손가락으로 맛을 본다는게 어떤 느낌인지 전혀 몰라도 파리들은 날개를 통해 세균의 존재를 맛보고 스스로 몸단장을 시작한ㄷ.

자연계에서 가장 광범위한 미각의 소유자를 메기다, 전신을 미뢰로 뒤덮음

냄새(서골비적변이체)와 맛은 ‘분자의 존재’를 탐지하ᅟᅳᆷ로 화학적 감각이라고 할 수있다.

개를 비롯해 여러 동물들이 방향에 수용체라는 단백질을 사용해 냄새를 탐지한다고 설명했다. 그런데 이 단백질은 G-단백질연결수용체(GPCRs)라고 불리는 훨씬 더 큰 단백질 그룹의 일부이다. 그것들은 화학전 센서이다.

그것들은 세포의 표면에 버티고 앉아 떠다니는 특정분자를 움켜잡는다. 그것들의 행동을 통해 세포는 주변의 물질을 탐지하고 반응할 수 있다.

이 과정은 일시적이어서 GPCPs는 임무수행을 완료한 후 움켜잡은 분자를 방출하거나 파괴한다. 그러나 그들 중 한 그룹-옵신-은 이러한 추세에 저항한다. 옵신의 특별한 점은 두 가지인데 하나는 ‘표적분자를 계속 움켜잡고 있다’는 것이고, 다른 하나는 ‘그 분자가 빛을 흡수한다’는 것이다. 나는 지금 시각의 전제적인 기초, 즉 ‘모든 동물들이 세상을 바라보는 메카니즘을 말하고 있다. 동물은 감광단백질을 이용해 세상을 바라보는데, 감광단백질은 사실상 변형된 화학적 센서이다. 어떤면에서 우리는 빛의 냄새를 맡음으로써 세상을 본다.

2장 빛. 각각의 눈이 바라보는 수백 개의 우주

깡총거미-4쌍의 눈

중앙눈은 패턴과 모양을 인식하고 컬러로 보고, 보조눈은 움직임을 추적해 주의를 돌린다.

각기 다른 임무를 수행하는 다른 눈, 그리고 감각의 세트는 거미의 뇌와 고유한 연결고리를 가지고 있다.

각양각색의 눈들은 이루 헤아릴 수 없을만큼 다양한 시각적 환경세계를 수반

(’진정한 눈‘을 향한 네 단계)

손켸 욘센- ‘시각은 빛과 불가분의 관계’

동물의 눈 안쪽에는 광수용체라고 불리는 빛탐지세포존재

옵신이라는 단백질을 포함하는 보편적 특징공유

모든 시각적 동물은 옵신을 이용해 세상을 보는데, 옵신은 발색단(일반적으로 비타민A에서 파)이라는 파트너분자를 꼭 껴안음으로써 작용

발색단은 단일광자에서 에너지를 흡수할 수 있는데, 그럴 때 즉시 다른 모양으로 바뀌고 뒤틀림으로써 옵신에게도 모양을 바꾸도록 강요

옵신의 변형은 화학적 연쇄반응을 촉발하고 이 연쇄 반응은 뉴런을 따라 이동하는 전기신호로 귀결된다.- 빛 감지방식

빛(운전), 발색단(차열쇄), 옵신(전화스위치), 시각(차엔진)

생물학자 단-에릭닐손, 4단계진화

1단계 광수용체 세포-빛의 존재감지

2단계 광수용체는 그늘을 얻는다

3단계 그늘진 광수용체는 그룹으로 뭉친다. 빛에 대한 정보로 주변세계 이미지 생성

4단계 고해상도 시각

완전하고 복잡한 눈이 자연선택에 의해 형성

옵신아라는 동일한 빌딩블록을 사용해 다양한 눈을 반복적, 독립적으로 진화시켰다

복잡한 눈을 ‘완전하다’ 단순한 눈을 ‘불완전하다’고 말한 다윗은 틀렸다.

눈은 ‘허접함’에서 ‘완전함’으로 진화하지 않았다.

몇 가지 간단한 작업을 완벽하게 수행하는 것에서 ‘많은 복잡한 작업을 훌륭하게 수행하는 것’으로 진화했다.

(민감도와 해상도의 상관관계)

예리한 눈은 결점이 있다. 작고 빽빽이 채워진 광수용체를 가짐으로써 더욱 날카로운 시각을 얻을 수 있다. 그러나 각각의 수용체는 더 작은 영역에 빛을 모으므로 덜 민감할 수 밖에 없다.

이러한 특성들-민감도와 해상도-는 서로 상충관계에 있으며 두가지 면에서 모두 탁월한 눈은 없다.

동물들은 정교한 문양으로 장식되눈 경우가 많은데, 그럼에도 불구하고 날카로운 눈이 더 흔하지 않은 이유는 뭘까? 눈이 진화사에 얽혀 있기 때문이다.

파리매의 시력은 3.7cpd지만, 엄밀히 말해 ‘하등동물의 한계’가 아니라 ‘겹눈’의 한계다.

겹눈은 렌즈가 많이 뇌에 큰 부담을 주지 않고도 다량의 시각처리작업수행가능, 약점은 저해상도

(장면없는 영화를 보는 가리비)

홍합이나 굴같은 대부분의 이매패류에는 눈이 없는데, 가리비만 있음.

각각의 눈이 왜 그렇게 높은 해상도를 가지고 있을까?

눈이 없는데도 분산된 시각을 가진 거미불가시리-뇌없음, 신경고리만 있음,

시각을 사용하면서도 그림을 보지 않는 동물 존재(

(독수리는 정면을 보지 않는다.)

대부분의 새(올빼미제외) 는 ‘측면을 향하는 눈’을 보유겸향

많은 맹금류는 각각의 눈에 두 개의 첨예부를 조슈

새들의 좌뇌는 ‘주의 집중’과 ‘대상분류’에 특화

우뇌는 ‘예상치 못한 과제처리’에 특화

왼쪽눈을 사용해 포식자를 검색, 왼쪽에서 접근하는 위협 더빨리 탐지

오른눈을 사용해 자갈밭에서 곡식알갱이 찾음

바다표범= 머리위를 잘 봄. 송장헤엄

소 등 가축 – 시야가 머리 주위를 완전히 감싸고 있고, 첨예부는 줄무늬 모양이어서 수평선 전체를 한번에 좀.

‘주변둘러보기’는 매우 특이한 행동으로 ‘제한된 시야’와 ‘좁은 첨예부를 보유한 동물에게만 나타나는 현상

코끼리, 하마 코뿔소, 돌고래는 각각의 눈에 두 세 개의 첨예부가 있는데, 이는 머리를 빨리 돌릴 수 없기 때문이다.

수컷 하루살이는 암컷을 포착하는 부분이 너무 커서 각각의 눈이 마치 요리사 모자를 쓴 듯.

심해의 3차원 세계에서는 위, 아래, 양옆을 볼 수 있는 종도 있으나 앞뒤는 볼 수 없다.

(들키지 않고 파리에게 다가가는 법)

킬러 파리-전광석화 움직임, 사냥 0.25초, 초고속사냥은 초고속시각에 의해 인도

눈에 들어온 광자에 광수용체가 반응하고 광수용체가 생성한 전기신호가 뇌로 전달되는데 시간이 걸린다. 인간 30~60미리초, 킬러파리 6~9미리초

뇌가 시각정보처리속도평가 척도 임계점멸융합주파수(CFF)- 인간 60, 파리 350, 고양이48, 개 75, 가리비1~5, 장숙5ㅓ북 15, 얼룩딱새 146, 파리꿀벌잠자리 200~350,

이처럼 제각각인 시각처리속도 때문에 동물마다 시간의 흐름을 각각 다르게 감지할 가능성

(그들의 밤은 우리의 낮과 같다)

메칼롭타(열대우림 땀벌의 일종)-가장 어두컴컴한 상황에서 보는 방법 진화

(거대한 동물의 더 거대한 눈)

해저 100미터 파란색만 존재, 빛의 강도 수면의 1%에 불과

해저 300미터 달밤처럼 어두움

점차 물고기는 더 검어지고 무척추동물은 더 붉어진다.

해저 850미터 잔류 햇빛이 희미해 눈의 기능 발휘못함

해저 1000미터 어떤 동물의 눈도 기능 못함

대왕오징어, 남극 하트지느러미오징어-눈직경27cm, 축구공만한 크기로 성장

세계에서 가장 큰 이빨달린 포식자인 향유고래는 숙명의 라이벌

대왕오징어는 생물발광 구름을 먼발치서 볼 수 있을만큼 큰 눈을 가진 유일한 생물

(밤이 가리지 못하는 색)

불을 끄면 단색으로 변한다

우리의 눈에 두 유형의 광수용체-원뿔형과 막대형-가 있기 때문이다.

원뿔세표는 밝은 빛에서만 작동

어둠속에서는 막대세포가 주간의 만화경같은 색조를 야간의 검은색/회색으로 대체한다

주홍박각시나방은 밤에도 색인지

3장 색깔 –빨강, 초록, 파랑으로 표현할 수 없는 세계

색각에 대한 세부사항은 새, 나비, 꽃을 진정으로 이해하는 열쇠

세상에는 다양한 파장을 지닌 빛이 있다.

보라색으로 인지하는 400나노미터(mm)에서 빨간색으로 인지하는 700mm까지 우리가 봄

모든 동물의 시각의 기초인 옵신이라는 단백질에 달려있다.

옵신에는 다양한 종류가 있으며 각각은 특정 파장의 빛을 가장 잘 흡수한다.

통상적인 인간의 색각은 세가지 옵신에 의존하는데

각각의 옵신은 우리 망막에 존재하는 상이한 종류의 원뿔세표에 의해 사용된다.

선호나는 파장에 따라 옵신은 긴(빨), 중간(초), 짧은(파란) 옵신이라 불린다.

빛의 자극현상반응으로 색인지

그러나 색각은 단순히 상이한 파장의 빛을 탐지하는 것 이상을 포함한다.

즉 색각은 그것들을 비교하는 것이다.

세 유형의 원뿔세포의 신호는 복잡한 뉴런망에 의해 더해지고 빼진다.

이 뉴런들 중 일부는 빨간색(R) 원뿔세포의 신호에 의해 흥분되지만, 초록색(G)원뿔세포의 신호에 의해 억제되기도 하는 덕분에 초록색과 빨간색을 구별할 수 있다.

이 간단한 신경산술 –R –G와 B-(R+G)을 대립이라고 한다.

요컨대 대립이란 단 세 개의 원뿔세포가 보내는 원신호가 우리가 인지하는 찬란한 무지개로 변환되는 방식이다. 대립은 모든 색각의 기초다.

이게 없으면 동물은 우리가 상상하는 방식으로 볼 수 없다.

물벼룩은 주황색, 초록색, 보라색, 자외선의 파장에 민감한 4가지 옵신을 가지고 있다. 그러나 옵신을 비교할 수 없기 때문에 ’생래적이고 거의 반사적인‘반응을 촉발할뿐 색깔은 근본적으로 주관적이다.

풀이나 그것이 반사하는 550나노미터의 빛을 초록색이란 색감으로 바꾸는 것은 우리의 공수용체, 뉴런, 뇌다.

’소수의 사람‘과 ’특정 동물 종 전체‘도 세상을 회색음영으로만 보는데, 이 경우는 망막이 색각에 알맞게 설정되어 있기 않기 때문

나무늘보와 아르마딜로 같은 동물은 막대세포만 희미한 빛에서만 작동하지만 색깔에는 적합하지 않다.너구리나 상어는 원뿔세포 하나만 보유, 고래도.

색각은 대립에 달려있는데 원뿔세포 하나만 있다는 것은 사실상 없는 것과 같다.

두족류(문어, 오징어, 갑오징어)- 한 가지 유형의 파장 특이성 광수용체만있는 단색형 색각자

세상에 이렇게 많은 단색형 색각자가 존재한다는 것은 색각이 굳이 필요하지 앟다는 것

동물이 눈을 사용하는 거의 모든 활동-탐색, 먹이찾기, 의사소통은 회색음영으로도 얼마든지 수행가능

색깔을 본다는 것은 어떤 의미일까?

개들은 두 가지 원뿔세포를 보유, 긴 초록색옵신과 짧은 청보라색 옵신, 세상을 파란색, 노란색, 회색의 색조로 본다.

말도 이색형 색각자,

중간(초록색) 원뿔세포가 없는 녹색맹자의 시각은 개나 말의 시각과 가깝다.

(인간에게 벌어진 ’행운의 실수‘)

최초의 영장류는 이색형 색각자였을 것

짧은 원뿔세포와 긴원뿔세포 보유\

세포가 분열하면서 dna가 복제될 때 종종 발생하는 유전자 중복현상으로 추가적 사본을 얻어 중간옵신 탄생하여 빨, 초 추가하여 삼색형 색각으로 진화\

주로 먹이와 대체 먹이는 찾는데 유용

초록색 나뭇잎을 배경으로 빨간색, 주황색, 노란색 과일을 더 잘 별견할 수 있었을 것.

다른 원숭이와 달리 붉은색에 민감한 다람쥐원숭이-암컷만

흰머리카푸친(코스타리카 숲)

삼색형 색각자는 밝은 빛깔의 과일을 찾는데 뛰어나나, 이색형 색각자는 잎과 막대기로 위장한 곤충을 찾는데 능하다.

(자외선은 또 하나의 색일 뿐)

자외선- 보라색 너머의미, 10~400나노미터 빛의 파장

1980년 많은 새, 파충류, 물고기, 곤충이 자외선에 민감한 광수용체 있음을 발견

2010년 글렌제프리, 순록개, 고양이, 돼지, 소, 벌, 페릿 등이 짧은 파란색 원뿔세포로 uv탐지

색깔을 볼 수 있는 대부분의 동물들은 자외선을 볼 수 있으나 인간은 보지 못함.

꽃들도 꽃가루 매개자에게 자신의 상품을 광고하기 위해 극적인 uv패턴 사용, 꿀의 위치를 알리는 가이드 노릇, 게거미는 꽃가루 매개자를 습격하기 위한 함정, 위장매복

사색형 색각자의 세계

대부분의 새들은 4유형의 원뿔세포 보유

새가 구별할 수 있는 수 억가지 색깔 중에서 우리는 겨우 1%만 볼 수 있다.

파충류, 곤충, 민물고기도 네가지 원뿔세포 보유

대부분의 사람들은 '많은 동물들이 실제로 어떻게 보이는지 또는 그들이 색각이 얼마나 다양할 수 있는지 상상조차 할 수 없다.

(완전히 다른 차원의 색)

대부분의 나비는 삼색형 색각자, UV, 청색광, 농색광, 3가지 옵신

헬레코니우스 나비는 사색형 색각자, 2가지 UV옵신 보유

수컷은 삼색형 색각자

인간 사색형 색각자는 일반적으로 여성,

(갯가재의 광학적 사치)

4개의 UV 전용 광수용체 포함, 총 12개의 광수용체 보유하나

파장차이가 12~25나노미터(인간 1~4) 색깔구별은 실패, 색깔구별능력 낮음

(편광수용체)

편광빛:빛이 물이나 공기에 의해 산란되거나 매끄러운 면에 반사될 때 형성

인간은 편광을 제대로 대체로 감지하지 못하지만, 대부분의 곤충, 두족류, 갑각류는 봄

두 종류의 광수용체가 있어 두 개의 수용체를 비교하면서 다른 범위로 변광된 빛을 구별가능

이런 동물을 2차원 편광인식자라 부른다.

편광빛은 일반적으로 하나의 고정된 평면에서 진동하지만, 그 평면은 때때로 회전할 수 있는지 이때 빛은 나선을 따라 이동하는데 이것을 원형편광

갯가재는 원평편광을 볼 수 있는 유일한 동물, 6차원 편광인식자-수직, 수평,대각선2, 시계, 반시계-의 편광수용체 보유

과연 갯가재의 시각은 왜 그토록 지나치게 복잡할까?

(눈이 먼저일까? 신호가 먼저일까?)

신호는 누군가에게 보이기 위한 것으로 동물의 털,비늘,깃털,외골격을 장식하는 색깔은 동물의 눈이 인지할 수 있는 색상에 의해 결정

딸기독개구리 16가지 상이한 형태, 새에게만 눈에 띄고, 뱀 등 잘 보이지 않음.

동물의 팔레트를 분석하면 누구의 시선을 끄는게 목표인지 알 수 있음

먹잇감의 색깔을 연구함으로써 그 포식자가 누구인지 알 수 있음

여러세대에 걸쳐 포식자의 시각에 가장 적합한 색깔을 갖게 된 개구리일수록 공격받지 않을 가능성이 큼

꽃에도 동일한 논리 적용할 수 있다.

꽃이 곤충의 눈을 이상적으로 자극하는 색으로 진화

감각은 수동적인 것이 아니라 시간이 경과함에 따라 단순히 보는 행위가 세상을 다시 물들인다.

진화를 등에 업은 눈은 마치 살아있는 붓과 같다

꽃, 개구리, 물고기, 깃털, 과일은 모두 시각이 보이는 것에 영향을 미친다는 것을 보여준다.

우리가 자연에서 아름다움을 느끼는 것의 상당부분은 우리 동료 동물들의 시각에 의해 형성되었다.

아름다움은 단지 보는 이의 생각에 달린게 아니라 그의 눈 때문에 생겨난다.

무지개는 개의 눈에는 노란색에서 흰색을 거쳐 파란색으로, 인간의 눈에는 빨간색에서 보라색으로변하며, 참ㅅ매와 찌르레기의 눈에는 빨간색에서 자외색으로 바뀌며 그 사이에 훨씬 더 많은 단계적 변화가 있을 것이다.

우리의 망막에 있는 광수용체는 다양한 파장의 빛을 탐지하고 뇌는 이러한 신호를 사용해 색깔에 대한 느낌을 구성한다.

4장. 통증. 아픔이 고통이기만 할까?

통증에 대한 우리의 경험은 통각수용체라고 불리는 일종의 뉴런에 달려있다.

이 뉴런의 헐벗은 끄트머리(자유신경종말)는 우리의 피부와 그 밖의 기관에 구석구석 분포되어 있으며 유해한 자극들-강렬한 열기와 냉기, 짓누르는 압력, 산, 독소, 부상과 염증에 의해 방출되는 화학물질ㄹ-을 탐지하는 센서를 장착하고 있다.

동물계 전체가 느끼는 고통은 주관적이고 가변적

(통각과 통증이 구별)

통각수용체의 신호는 곧바로 뇌에 도달해 불편함과 고통의 느낌을 생성했다.

통각은 피부에서 발생, 통증의 뇌에서 생성

앞과 뒤를 볼수 있는 카멜레온

캡사이신과 산의 통증에 무감한 벌거숭이두더지쥐

저온에 둔감한 열세줄땅다람쥐

악어주둥이에 있는 돌기로 먹잇감이 만든 잔물결을 탐지

통각은 손상을 감지하는 감각과정 '신체의 물리적 과정'이고, 통증은 그에 수반하는 고통 '마음의 심리적 과정

냄새와 맛 같은 화학적 감각의 경우 자극을 의식하지 않고도 감지하고 반응하는 것이 가능

인간은 몸 전체-피부나 발이 아닌 내부기관-에 미각수용체를 가지고 있다.

장에 있는 단맛수용체 식욕조절 호르몬의 분비제어하고, 폐에 있는 손맛수용체는 알레르기 항원의 존재인식하고 면역반응유발

(물고기가 통증을 느낄까?)

물고기가 인간과 같은 신피질이 없기 때문에 고통을 느끼지 못한다고 주장하는 것은 파리가 카메라 눈이 없기 때문에 볼 수 없다고 말하는 것과 같다.

인간의 뉴런 860억, 개 20억개, 문

어 5억, 생쥐 7000만개, 구피 400만개, 초라리 10만개, 바다민달팽이 1만개

중요한 것은 뉴런의 총개수가 아니라 뉴런간의 연결이다.

통증을 경험하는데 어떤 신경학적 특징이 필요한지에 대한 단정적인 선언은 시기상조

(통증의 진화적 이익과 비용)

작은 전기충격에 포식자의 냄새를 맡을 수있다면 껍데기를 포기하고 대피하는 가능성 절반 줌

대피는 게가 여러 정보를 저울질 한 후 내리는 결정

통증의 진화적 이익과 비용에 대해 생물학자 엘우드는 비용이란 고통이 아니라 에너지를 의미한다. 진화는 곤충의 신경계를 미니멀리즘과 효율성 쪽으로 밀어붙여 가능한 한 많은 처리력을 작은 머리와 몸에 욱여넣었다. 곤충의 신경계는 가능한한 가장 단순한 방식으로 복잡한 행동을 이끌어내리도록 진화

통각의 진화적 이익은 매무 분명하다.

그것은 동물이 자신을 해치거나 줄일 수있는 것들을 탐지하고 스스로를 보호하기 위한 조치를 취할 수 있게 해 주는 경보시스템,

통증은 의식없이도 존재할 수 있을까? 만약 통증에서 감정을 제거한다면 통각만 남을까? 동물은 주관적 경험없이도 위험을 완벽하게 회피하는 법을 배울 수있다고 한다.

(실험용동물이 느끼는 고통)

오징어의 팔 하나를 손상시켰을때 반대쪽 팔의 통각수용체도 똑같이 흥분, 온 몸이 아픈 것처럼 행동

먹물구름을 방출하여 쏜살같이 도방, 주변환경과 어울리는 색깔로 변화

개방수역에서 하루도 쉴 수 없는 오징어와 달리 문어는 몸의 다른 부분을 만질 수있고, 은신처에서 숨어 지내기도 함.

문어는 아세트신이 주입된 곳을 피하나 진통제가 투여된 곳에는 끌리고, 국소마취제를 주사하면 다친 팔을 손질하던 행동도 멈춤

문어는 통증을 느낄 수 있다고 결론.

(고통의 증후는 종마다 다르다)

두족류가 통증을 경험하는지를 묻는 것보다 어떤 종이 어떻게 고통을 경험하는지 몯는게 옳다

우리에게 알려진 3만4천종의 물고기, 67,000종의 갑각류, 수백만종의 곤충도 세상을 인지하는 방식이 다르다는 점을 감안할 때 이런 그룹들을 단일체로 취급히는 것응 터무니 없는 일이다.

5장 열, 걱정하지 마세요 춥지 않습니다

엘세줄땅다람쥐 ‘놀라운 저온 견디기 능력’

모든 생물은 온도의 영향을 받는다. 조건이 너무 차가우면 화학적 반응이 느려져 느림보가 되고 너무 뜨거우면 단백질과 그 밖의 생명분자가 모양을 잃고 망가진다.

이러한 효과는 대부분의 생명체를 골디락스존(온도가 딱맞는 영역)으로 제한한다

그 영역의 한계는 다양하지만 항상 존재한다. 그래서 신경계를 가진 모든 동물은 온도를 감지하고 반응하는 방법을 가지고 있다.

동물들은 다양한 온도 센서를 사용하는데, 이 중에서 가장 철저하게 연구된 것은 TRP채널이라 불리는 단백질 그룹

전신의 감각뉴런 표면에서 발견

적정한 온도에 도달하면 열리는 쪽문 역할

쪽문이 열리면 이온이 뉴런 속으로 들어가고 전기신호가 뇌로 전달되어 뜨겁거나 차가운 감각느낌

칠리고추에 함유된 캡사이신은 TRPV1을 작동시켜 작열감(고통스러울 정도로 높은 온도를 감지하는 TRP채널, 박하는 TRPM8이라는 냉감센터를 활성화하는 멘톨을 함유하여 냉감일으킴

이러한 동일한 센서가 동물계 전체에서 발견되지만 각 종마다 신체와 생활방식에 맞게 조정된 미묘하게 다른 버전보유

고통스러운 열을 감지하는 TRPV1센스도 소유자의 필요, 특히 체온에 맞춰 조정되었다

인간은 쾌적함을 느끼는 온도가 각자 다르지만 그 편차는 동물계 전체의 편차에 비하면 아무것도 아니다. 닭의 버전 45도, 인간과 생쥐 42도, 개구리 38도, 베브라피시 33도에서 활성화

각각의 종은 뜨거움에 대한 자체적인 정의가 다르다

동물들이 뜨거움과 차가움의 개별적 한계를 조정함으로써 이 센서들은 그들이 언제, 어디서, 어떻게 사는지를 규정한다. 그들의 감각은 그들이 사는 온도에 맞춰져 있다.

(주열성, 춤추는 파리의 비밀)

파리의 더듬이 ‘스테레오 온도계’

크고 작은 생물들이 온도센스를 이용해 주변환경이 견딜 수 있을 정도인지를 확인하고

주위의 운도가 어떻게 변하는지 측정하고, 멀리 있는 곳의 열원도 찾아낼 수 있다.

(지옥불을 향해 달려드는 딱정벌레)

딱정벌레의 날개아래와 가운데다리 바로 뒤에 130KM 떨어진 곳에서도 적외선을 탐지할 수 있는 구형센스 보유

(피를 찾습니다)

혈액은 영양분이 풍부하고 균형이 잘 잡혀 있으며 일반적으로 무균상태여서 최고의 식량원, 최소한 1만4천종의 동물들-빈대,모기, 체체파리, 참노린재-이 이것을 먹고 살기위해 진화

흡혈박쥐의 열 센써는 반원형 패드위에 놓인 하트모양의 피부판으로 구성된 코에 있다.

패드와 피부판 사이에는 직경 1mm의 구멍이 3개, 각각의 구멍에 열감지뉴런이 가득차

진드기 최대 4미터 떨어진 곳에서도 체온을 감지

곤충기피제가 열 추적을 막는다는 사실 발견

(뱀은 어떻게 열을 감지할까?)

살무사의 열민감성은 구멍의 구조에서 비롯

내부막은 미세한 온도상승을 감지하는 약 7첱개의 신경종말로 가득, 이 신경들은 다른 신체부위에 있는 뉴런보다 400배나 많은 TRPA1을 보유하고 있으며 막의 온도가 0.001도만 상승해도 반응

뱀의 구멍은 눈과 유사, 적외선을 감지하는 막은 망막과 빛을 통과시키는 입구는 눈동자

6장 촉감과 흐름

북아메리카의 서부 해안 서식 해달- 호기심 손재주

촉각- 인간(손,입술,생식기), 생쥐(수염), 오리너구리(부리), 벌거숭이두더지(이빨), 해달(발)

(거침을 감지하는 능력)

촉각은 진동, 정류ㅡ 직감, 압력등의 물리적 자극을 다루는 기계적 감각 중 하나.

악어는 수면에서 가장 부드러운 잔물결을 감지, 귀뚜라미는 돌진하는 거미가 만들어내는 희미한 바람을 감지, 바다표범은 헤엄치는 물고기가 남긴 보이지 않는 물결을 통해 물고기를 추적할 수 있다.

손가락의 민감성은 기계수용체-가벼운 촉각자극에 반응하는 세포-에ㅡ 달려있다.

기계수용체는 여러 종류가 있는데, 각각의 수용체는 상이한 종류의 자극에 반응

메르켈신경종말(압력0, 루피니종말(피부의 긴장과 신장에 반응, 손아귀에서 미끄러지는 것 인식), 마이스너소체(느린진동반응), 파치니소체(더빠른 진동)

촉각은 가장 덜 연구된 감각으로 작동 메카니즘 불분명

(시각이 아닌 촉각으로)

별코두더지-체성감각피질(뇌의 촉각중추)이 별코에 집중

먹이를 식별해 먹고 삼키는데 까지 걸리는 시간은 사람이 눈을 깜빡이는 것보다 빠름.

시각이 아닌 촉각으로 세상을 감지하고 팔다리 대신 얼굴로 만지는 별코두더지

(수염의 쓸모)

많은 종의 경우 부리를 끝 부분에 진동과 움직임에 민감한 기계수용체포함

시각에 크게 의존하는 닭, 아래부리에 형성된 몇 개의 작은 군집에 집중

청동우리와 넓적부리오리는 부리 전체에 퍼져있음

도요물떼새-부리가 닿지 않는 곳에 묻혀있는 조개도 감자, 원격촉각

에메랄드는쟁이벌- 바퀴벌레 몸속에서 새기는 기르는 기생별

첫 번째 독침 다리, 두 번재 정확히 뇌를 쏘아 마비시킴

코털을 사용하는 방식은 눈을 사용하는 방식과 유사

우리가 망막을 가로지르는 빛의 패턴을 통해 세상을 지도화하는 것처럼 생쥐를 수염의 배열을 가로지르는 촉각패턴으로 세상을 지도화할 수있다.

수염은 체성감각피질의 상이한 부분과 연결

(물과 공기를 통해 흐르는 신호)

전신의 수염을 사용해 물속에서 흔들리는 구체의 미세한 진동탐지

전점박이물범-수염을 사용해 물체의 형태와 질감을 구별하고 물속의 진동을 감지, 장애물을 피할 수 있다.

물고기는 헤엄을 칠 칠때 유체역학적 후류-물고기가 지나간 후에도 계속 소용돌이치는 물의 흔적-을 남긴다.

포유동물의 감각모는 다재다능한 촉각기관. 시궁쥐의 수염질이나 매너티의 입질은 흐르는 공기나 물에 의해 후거나 구부러지며 압력에 반응, 먼발치에서도 물체를 감지가능

(‘무엇이었는지’를 느낀다는 것)

잔점박이물범- 수염을 사용해 물체의 형태와 질감을 구별하고, 물속의 진동을 감지하고, 장애물을 피함

유체역학적후류- 헤엄치는 청어 180미터 떨어진 곳에서 바다표범이 따라갈 수 있는 흔적남김

(이상한 접촉 센서들)

물고기는 측선을 사용해 멀리 떨어진 것은 감지해왔고, 물의 움직임에 민감

측선 위로 움직이는 물의 패턴을 사용해 흐르는 물속에서 방향을 잡고 먹이를 찾고 포식자로부터 도망치고 서로를 감시

수면에서 먹이를 찾는 표면섭식물고기는 납작한 머리를 갖고 있는데 거기에 장착된 신경소구를 이용해 수면에서 낙하하는 곤춘의 진동을 탐지하고 학꽁치는 거대한 부정교합,아래턱을 따라 늘어선 신경소구로 먹이감이 입과 나란히 헤엄치고 있는지 알 수 있다.

눈먼 동굴어는 시각상실, 거대하고 민감한 신경소구발달, 피부이빨.

(인간의 손끝보다 섬세한 악어의 돌기)

악어의 턱 가장자리 돌기-먹잇감이 일으키는 물결탐지, 이빨 주위와 입내부서도 발견

인간의 손가락끝보다 압력변동에 열배나 더 민감한 센서로 머리부터 꼬리까지 덮여있다.

(삶과 죽음을 가르는 털)

새는 주변의 공기를 읽고 비행을 미세하게 조정하기 위해 모상우사용

모상우(관모깃의 밑동에 있음), 작은 곁다리깃털, 센서역할

구애하는 수컷공작의 꽁지에서 생성된 공기교란을 암컷이 느끼고 동일한 주파수로 화답하기도

박쥐날개도 ‘접촉에 민감함 털’로 덮여 있어 가파르게 비행, 하공을 맴돌고, 꼬리에 곤충을 잡기 위해 공중제비를 돌고, 거꾸로 착지도 할 수 있다.

그러한 센서는 삶과 죽음의 차이를 의미

(거미의 감각모, 귀뚜라미의 사상모)

거미줄을 치지 않는 떠돌이 호랑이거미

다리에 수십만개의 털이 1제곱미터당 400개의 밀도, 신경과 연결

감각모-미풍에도 반응, 각각의 다리에 100개씩

귀뚜라미의 사상모와 거미의 감각모는 상상할 수 없을 정도로 민감

털은 포식자나 먹잇감에 의해 생성되는 유의미한 주파수에만 반응

자신이 직면한 많은 제약 조건속에서 주어진 것을 최대한 활용할 수 있는 ‘최적화’진화

대부분의 절지동물(곤충, 거미, 갑각류를 포함하는 다양한 그룹)은 물이고 공기의 흐름을 탐지하는 털을 가지고 있다.

기생벌이 생성하는 흐름(접근)을 감지하는 애벌레,

식물에 입히는 피해를 줄이는 꿀벌의 역할

기생벌이 접근을 감지한 애벌레는 얼어붙거나 토하거나 땅에 쓰러지는 반응

7장 표면진동, 땅이 속삭이는 이야기

올챙이(배아)도 바깥으로 나가기전 세상을 명확히 감지할 수 있고 그 정보로 자신 방어함

진동으로 유해한 분위기와 무해한 분위기를 구별할 수 있다.

수컷 개구리는 떨리는 엉덩이가 생성한 진동으로 자신을 과시

수컷농게는 집게발로 모래를 두드림으로써 짝을 유혹

개미병사가 개미벽에 머리를 부딪혀 진동경보로 병정개미를 불러모음

소금쟁이 표면진동이용해 짝짓기

동물들은 종종 땅과 공기를 이용해 동시에 흔듦으로 두 종류의 파동(표면진동, 소리)을 생성하고 탐지, 진동을 듣는 셈.

(떨림이 만들어내는 노래)

진동계는 생성된 진동을 가청읍으로 변환가능

야 20만종의 곤충이 표면진동을 통해 소통한다고 추정

(모래위의 암살자가 사냥하는 법)

모하비사막 모래전갈-반경50cm이내에서 걷거나 착지하는 것 공격

센서는 발레, 틈새감각기, 진동탐지기관

파동진원지에 도착했는데, 아무것도 찾기 못하면 땅을 파헤치기 시작

(지반진동을 감지하는 생물들)

명주잠자리유충 – 1나노미터미만의 진동을 탐지할 수 있는 강모로 덮혀있다. 함정을 파 먹이유인

굴파는 두더지의 진동을 탐지하고 지표면으로 올라오는 지렁이, 두더지는 지표면에서 사냥안함.

재갈메기와 나무거북 등은 땅을 두드려 벌레를 불러냄

원시적 골전도경로 여전히 작동

진동은 외이와 고막을 완전 우회하여 두개골의 뼈를 통해 내이로 직접 전달될 수 있다.

골전도를 통한 진동감지를 향상시키기 위해 해부학적 구조를 수정하여 진화하기도 한다

나미부사막의 황금두더지-중이뼈의 망치뼈 진동에 민감

눈은 멀어도 모래언덕 사이를 거의 일직선으로 걸을 수 있다.

(발로 소리를 듣는 코끼리)

배고플때 거미줄의 구조를 바꾼다
작은 먹잇감이 일으키는 약한 진동을 전달하는 능력을 향상시킨다
거미줄은 단순히 거미의 감각을 확장하는게 아나리 인식을 확장한다는 이야기
거미줄은 거미의 사고도구다 
그들이 거미줄을 조율하는 것은 자신의 정신을 조율하는 것과 같다

8장 소리, 세상의 모든 귀를 찾아서

올빼미는 소리를 통한 먹이찾기의 달인
파동의 이동선과 같은 방향으로 발생하는 움직임을 소리라 한다
1초동안 압축되고 팽창하는 횟수에 따라 소리의 주파수-음높이-가 결정되는데, 이것을 Hz로 측정한다
분자가 움직이는 정도에 따라 소리의 진폭-음량-이 결정되는데 이것을 db로 측정한다
청각은 이러한 움직임을 탐지하는 감각이다
인간의 귀는 위이,중이,내이, 세부분으로 구성
외이는 유입되는 음파를 받아들여 다육질피부판(귓바퀴)을 이용해 수집한 다음 외이도로 보낸다.
외이도 끝에서 음파는 고막이라고 불리는 얇고 팽팽한 막을 진동시킨다
그 진동은 중이에 있는 세 개의 소골에 의해 증폭, 내이(특히 달팽이관, 체액으로 채워진 긴 튜브)로 전달
그 곳에서 움직임에 민감한 유모세포는 진동을 탐지해 그 신호를 뇌로 전달, 소리가 들린다.
원숭이 올빼미의 귀는 인간의 귀와 기본구조가 같다
외이는 음파를 수집, 중이는 증폭 및 전송, 내이는 탐지한다. 
올빼미의 귓바퀴는 사실상 얼굴 전체이다.
양쪽 귀의 위치가 달라 수직, 수평방향 모두 파악
(청각의 먹이사슬)
청각은 후각과 가장 밀접하게 연결되어 있다.
올빼미는 생쥐의 소리를 잘 들을 수 있지만, 생쥐를 거의 못 듣는다.
캥거루쥐는 뇌보다 큰 중이 소유, 원숭이올빼미의 공격을 잘 피하기도 하고 방울뱀이 공격할 때 내는 소리를 듣고 
멀리 점프하거나 뱀의 얼굴에 이단옆차기를 날릴수도 있다.
그들의 삶과 죽음은 그들의 가청주파수, 그 주파수에 대한 민감성, 음원을 찾는 기술에 의해 결정된다.
(귀는 필수가 아닌 선택)
대부분의 포유류는 매우 양호한 청각의 귀를 보유하고 있는데, 개수는 항상 2개이며, 머리에 달려있다.
곤충은 귀뚜라미와 여치의 무릎, 메뚜기와 매미의 배, 매미의 입에 존재한다.
모기는 더듬이, 재왕나비의 애벌레는 중간부분에 있는 한 쌍의 털, 방광메뚜기는 복부를 따라 늘어있고, 사마귀는 가슴중앙에 거대한 귀가 있다.
곤충의 귀는 다양, 그 이유는 대부분이 현음기- 곤충의 전신에서 발견되는 웅직임에 민감한 구조에서 진화했기 때문이다.
그러나 하루살이와 잠자리, 대부분의 딱정벌레는 귀가 없다.
푸른모르포나비를 포함한 많은 나비의 귀는 날개에 있고, 암컷은 앞다리에 있는 고막을 이용해 노래를 듣는다,
사마귀와 나방은 포식자의 소리가 들릴 때 공격을 피하기 위해 다이빙과 회전을 하므로 귀가 날개의 위나 근처에 있다.
곤충은 다양한 신체부위에서 귀를 진화시킴
오르미아-청각 사용해 수컷 귀뚜라미 노래 귀기울여 그 몸에 알을 낳는다. 
하와이 귀뚜라미 1/3이 오르미아에 감염되어 음을 잃고 노래하는 극소수 수컷 주위에 얼쩡신세로 전락, 명가수에게 접근하는 암컷들과 몰래 짝짓기

(개구리의 세레나데를 도청하는 박쥐)
임컷 퉁가라 개구리와 마찬가지로 박쥐는 '낑낑대는 소리에 척을 추가하는 수컷'을 먹잇감으로 찾아낸다
'척'소리로 암컷개구리는 수컷을 찾고, 박쥐는 먹잇감을 찾으므로 '척'은 암컷과 죽음을 부르는 소리.

(인간이 들을 수 없는 무언가)

새들의 가청주파수는 인간과 비슷
새들은 인간이 들을 수 없을 정도로 빠르고 복잡한 소리를 들을 수 있음

(계절에 따라 변하는 귀)

새들은 계절에 따라 다른 소리를 듣는다
눈은 탁월할 해상도나 민감도르 둘 다 가질 수 없다
귀도 탁월한 시간 해상도나 특출한 음높이 민감도를 둘다 가질 수 있지만, 둘다 가질 수는 없다. 그러나 새는 상황에 따라 왔다 갔다 할 수 있다
캐롤라이나 박새- 가을에 시간, 해상도 올라가 음높이 민감도 떨어짐
봄이 오면 바뀐다.
가을에는 속도가 모든 것을 좌우하나 봄에는 음높이가 최고
박새와 달리 동고비는 번식기에 청각이 빨라지고 음높이가 덜 민감
두 새 모두 해당 계절에 가장 중요한 정보를 처리하기 위해 계절이 바뀔때마다 에스트로겐 같은 성호르몬에 의해 유발,
짝짓기 계절인 봄과 다가오는 위험의 위치를 알아내는 능력이 가장 중요한 가을에 청각이 다른  방식으로 변화

(바다는 고래의 목소리로 가득 차 있다)

로저페인과 케이티 페인-흑동고래의 노래
참고래 초저주파음, 2만km
축구장만큼 긴 파장이 몇 초동안 지속
물속에서 음파가 80km를 이동하는데 채 1분이 안걸림
2,400km 떨어진 곳에 다른 고래의 노래를 듣는다면 약 30분전 불린 노래를 듣는 것
대왕고래 심박수 수면, 분당 약30회, 잠수 분당 2회
대왕고래-먹이(크릴새우) 먼거리 이동, 큰몸 필요
고래무리는 특별한 소리로 장거라 연락, 음향적으로 연결된 개체들의 대규모 분산 네트워크
가장 큰 육상동물들도 동일한 방식으로 초저주파를 사용하는 듯

(아무도 대답할 수 없는 문제들)
몇 km떨어져 있음에도 불구하고 몇 주 동안 같은 방향으로 이동
코끼리 우르릉거리는 저주파 부분은 14~35H로 대형고래와 같다
몇 km 거리에서도 서로의 소리를 들을 수있다.

(초음파, 은밀한 의사소통 방식)
코끼리와 고래는 인간의 가청 범위보다 낮은 소리를 내를 반면, 다른 종들은 그보다 높은 소리를 낸다
초음파는 인간 귀의 상한선인 20Khz보다 높은 주파수를 가진 음파를 지칭한다
개는 45Khz, 고양이 85Khz, 생쥐 100Khz, 큰돌고래는 150Khz
초음파 노래는  짦은 거리에서만 확산
15만여종의 나방과 나비 중 절반이상잉 초음파를 들을 수 있음
대부분의 곤충은 귀가 없으나 귀를 가진 곤충은 초음파를 들을 수 있다.
대부분의 곤충은 듣지 못하는 가운데 초음파 청각을 진화시킨 이유는?
박쥐는 초음파 발사능력과 들을 수 있는 능력을 모두 진화시켰다.          인간이 듣지 못하는 세상의 소리에 대해 감동.인간도 별거 아님

9장 메아리, 고요하던 세상의 맞장구

큰 갈색박쥐
입으로 짧은 초음파펄스를 발사하여 되돌아오는 메아리를 들음으로써 주변의 물체를 탐지하고 찾을 수 있다.
일종의 생물학ㅈ거 음파탐지기를 사용, 이빨고래류(돌고래,범고래, 향유고래)와 박쥐만이 이 기술을 보유
박쥐는 귀가 먹거나 재갈을 물리면 물체와 충돌
박쥐는 비행할 때 초음파 울음소리를 내고 귀로 초음파를 탐지할 수 있으며 두가지 기술 모두 장애물을 피하는데 필수적

(반향정위를 위한 10가지 난관)
박쥐의 종류는 1400종이 넘는다
박쥐의 울음소리는 주변의 모든 사물들에 퍼저 나간 후 반사되고, 박쥐는 반사되는 부분을 탐지해 해석한다
평균적인 박쥐는 6~9m떨어진 작은 나방과 11~13m 떨어진 큰 나방만 탐지할 수 있다.
큰갈색박쥐 138db(사이렌, 제트엔진음량), 바바스텔 박쥐 110db->주파수가 높아 인간의 귀에는 들리지 않는다
자신의 소리에 근육을 수축시켜 청각을 둔감하게 한 후 메아리가 도착하는 시간에 맞춰 청각회복(민감도조절)
박쥐의 제어능력이 매우 정교하므로 최후의 비명이 난무하는 동안에도 호출과 메아리가 뒤범벅되는 불상사는 결코 발생하지 않음,
박쥐의 신경계는 매우 민감해서 1~2마이크로초의 시간조차 감지, 1mm미만의 물리적 거리까지도 탐지가능
내장된 음파탐지기를 이용 예리한 눈
박쥐의 청각계는 이 모든 정보를 종합분석하여 음향적 초상화를 제작, 곤충의 위치, 크기, 모양, 질감, 방향까지도 파악
초기검색에서 최후의 비명에 이르기까지 이 모든 사냥순서가 불과 몇 초 사이에 진행될 수 있다
박쥐는 자신의 지각을 전략적으로 제어하기 위해 길이,횟수, 강도,빈도를 몇 번이고 다시 조정한다,

(무적의 음파탐지기)

도플러효과마저 보정, 주파수를 지속적으로 조정하는
타의 추종을 불허하는 운동제어능력

(불나방의 말대꾸)

박쥐는 9m내에서 조그만 나방의 소리를 들을 수 있지만, 나방은 13~30m 떨어진 곳에서 박쥐의 소리를 들을 수 있다
그들 중 상당수는 회피, 맴돌기, 급강하를 하거나 심지어 말대꾸를 하여 박쥐의 음파탐지기를 교란할 수도 있다.
긴꼬리산누에나방 뒷날개에 달린 긴꼬리를 펄럭여 박쥐의 반향정위를 교란하는 메아리를 생성

('소리로 만지는' 감각)

돌고래는 몇 미터 두께의 퇴적믈 밑에 묻혀 있는 물건도 정확히 파악
은폐된 물체를 방향정위를 이용해 시각적으로 인식

(돌고래의 투시력)

돌고래의 소나는 발성방식이 코에서 시작해 이마를 통해 발사

박쥐는 목표물의 외형과 질감만을 감지할 수 있지만, 돌고래는 그 내부를 들여다 봄

(메아리로 세상을 보는 사람)

캘리포니아 롱비치에 사는 카시-딸깍 소리를 내며 반사된 메아리를 이용해 세상을 감지

시력을 가진 사람들이 할 수 없는 일(자신의 뒤 모퉁이 너머 또는 벽 너머에 있는 물체인식하기)을 할 수있다.

2000년 키시는 월드클래스라는 비영리단체를 설립해 다른 시각장애인들에게 반향정위를 가르쳤다.

키시의 뇌는 메아리에서 얻은 정보를 조직화함으로써 주변환경에 대한 공간지도를 작성

뇌는 시각이 없어도 시각피질을 소위 반향처리 피질로 전용함으로써 유사한 지도작성가능

10장 자기장, 살아있는 배터리

약 350종의 물고기가 스스로 전기생성

전기어는 자신의 근육이나 신경을 특수한 전기기관으로 개조함으로써 독특한 능력을 진화, 전기세포

전기어가 전기장을 이용해 주변환경을 감지하고, 심지어 의사소통까지 함

(능동적 전기정위)

검은 유령칼고기는 1만 4천개의 전기수용체가 전신에 흩어져 있어 이것들을 이용해 주변물체의 위치,크기,모양,거리를 알아낸다

먹이동물은 시각과 청각에 의존하는 포식자를 속이기 위해 얼어붙거나 숨거나 침묵할 수 있으나 고요함, 은폐,침묵은 전기정위를 피해갈 수 없다

(정보의 손실없는 완벽한 의사소통)

전기어가 전기장을 이용해 환경을 감시하고, 의사소통도 함

신경과학자 테드 불럭은 검은 유령의 전기장이 불과 0.001초 마다 한번씩 진동하고, 신중하게 제어되는 신호의 주파수를 미세하게 변경함으로 파동형전기어는 공격적이거나 구애 등 자신만의 메시지를 보낸다.

(로렌치니 팽대부)

전기가오리나 상아는 얼굴에 주근깨처럼 만연한 구멍(로렌치니 팽대부)-전기수용체

모든 생물은 물에 잠길 때 전기장생성

상어와 가오리는 다른 감각이 실패하더라도 전기장에 의존해 먹이사냥

(전기감각의 복잡한 역사)

전기장을 감지하는 능력은 상어와 가오리뿐 아니라 척추동물의 경우 6종 가운데 1종꼴로 이 감각 보유, 전기감각은 오래된 감각,

(전기감각은 육지에서도 작동할까?)

매일 약 4만번의 뇌우가 전세계를 강타, 그것은 지구의 대기를 거대한 전기회로로 바꿈

번개가 땅을 때릴때마다 전하는 위쪽으로 이동하므로 상층대기는 양전하, 지표면은 음전하

이처럼 하늘에서 땅으로 뻗어나가는 강한 전기장을 대기전위구매라고 한다.

고요하고 맑은 날에도 지상의 공기는 미터당 약 100볼트의 전압을 보유한다

생명체는 지구의 이 같은 전기장안에 존재하며 영향을 받는다

물로 가득찬 꽃은 전기적으로 접지되어 있으며 싹이 트는 토양과 동일한 음전하를 띰

양전하를 띤 벌이 음전하를 띤 꽃에 도착하면 꽃가루가 튄다.

꽃가루 알갱이는 반대되는 전하에 이끌려 벌이 도착하기도 전에 꽃에서 벌로 튀어오를 것이다.

벌들의 미세한 털은 전기수용체로기루에 밀려 구부러질 때 신경신호 유발, 자기장을 감지

거미가 지구의 자기장을 감지하며 그 위에 올라탈 수 있다

거미는 공중부양을 통해 먼 거리를 여행

11장 자기장, 그들은 가야 할 길을 알고 있다

매년 봄, 호주 남동부, 구십억마리 보공나방이 번데기에서 나와 날아본 적도 없는 햇나방이 밤에만 1000km를 날아가 고산동굴에서 휴먼상태에서 안전하고 시원한 여름을 보낸다음 가을에 고향으로 돌아온다.

지구의 핵은 용융된 철과 니켈로 둘러싸인 고형철구다. 그 액체금속의 휘젓는 움직임은 행성전체를 거대한 막대자석으로 만든다.

바다거북, 닭새우, 명금류,그 밖의 많은동물들은 자가수용으로 알려진 이 능력덕분에 전천후로 길을 찾을 수 있다.

(동물들의 생물학적 나침반)

지자기장은 지구 전체를 감싸고 있으며 대륙을 가로질러 이주하는 동물들을 안내한다

이주할 때가 된 새들은 눈에 띄게 안절부절못한다. ‘추군루에(이주불안증)’

지구의 자기장은 극도로 약하다. 어떻게 감지할 수 있었을까?

고래는 일부 해마다 적도부근에서 극지방까지 이동하는데 그 시기와 경로와 목적지가 놀라울만큼 정확히 일치

가장 강력한 태양풍이 일어났을 때 쇠고래가 해변에 좌초할 확률이 4배가 높다.

(거북의 놀라운 항해 기술)

부화한 새끼가 5~10년동안 대서양 일주를 마치고 북아메리카 해역으로 다시 돌아오면 큰 상어외 천적이 없다

거북의 자기감각은 자자기장의 두 가지 속성과 연관\

1.기울기-지자기장선이 지구표면과 만나는 각도-이다

2.강도-자기장강도-의 차이다

기울기와 강도는 전 세계적으로 다양하며, 바다의 대부분지점은 둘의 독튻한 조합을 가지고 있다

둘은 위도와 경도처럼 좌표 노릇을 하며 지자기장에 해양지도의 역할,

거북은 그 지도를 읽을 수 있다

일부 명금류는 새끼 거북처럼 이주경로에 있는 자기표지판을 인식한다

명금류 스러시 나이팅게일은 매년 겨울 유럽에서 남아프리카로 가는데, 사하라 사막을 건너기전 이집트 북부의 자기장을 감지하면 지방축척반응

연어, 거북,큰흰배슴새를 비롯한 많은 동물들은 출생지의 고유한 자기특성이 기억 속 깊이 각인되므로 성체가 된 후에 동일한 장소를 찾아 자신이 부화한 해변에 알을 낳는다

2,000km를 헤엄쳐 브라질에 다녀온 바다거북은 대서양 한복판에 있는 태어난 곳을 찾아냄

(베일에 싸인 자기수용체)

새의 내이에 상어와 동일한 단백질(전기장 감지용 단백질) 발견

(직관에 어긋나는 세계)

지구의 자기장이 너무 약하기 때문에 지자기장에 대한 정확하고 즉각적인 판독값을 얻는 것은 불가능할 수 있다

동물은 하나의 감각에만 의존하지 않는다 그들은 모든 가용정보를 사용

12장 감각통합, 모든 창문을 동시에 들여다보기

개는 후각의 고수지만 큰 귀가 있고

올빼미는 청각의 고수지만 큰 눈이 있다.

깡충거미는 큰 눈에 의존하지만 표면진동과 공기중의 소리에도 민감

바다표범은 수염을 사용해 물고기의 유체역학적 후류를 추적하지만 눈과 귀도 사냥에 도움이 된다

별코두더지는 땅굴속에서 촉각을 이용해 먹이사냥을 하지만 물속에서 별코로 거품을 내뿜은 다음 다시 흡입함으로써 먹이냄새탐지

개미의 삶을 지배하는 감각은 후각이지만, 청각도 중요하다

일부 기생충이 여왕개미소리 모방, 개미집에 잠입

상어는 1.6km 떨어진 곳 후각 먹기 가까워질수록 시각과 측선에 의조느 마지막 순간에 전기감각을 사용한다

우방기코끼리는 몸가까이 있는 작은 물체를 탐지하기 위해 전기장을 만들지만, 전기감각범위 밖에서 크고 빠르게 움직이는 물체를 포착하기 위해 눈을 사용한다

이주하는 명금류와 보공나방은 지구의 자기장을 이용해 방향을 잡지만 천체의 광경에 의존해을 찾기도 한다.

동물계는 하나의 세포가 몇 가지 과제를 통시에 수행

개미를 비롯한 곤충들의 더듬이는 후각기관인 동시에 촉각기관, 개미의 뇌에서 후각과 촉각이 융합되어 하나의 감각생성

전기어의 경우 십자가와 구체를 시각구별법 학습후 전기감각으로 두 물체를 식별가능

뒤엉벌은 물체들간의 시각적 차이를 학습한 후 촉각을 사용해 그 물체들을 구별가능

(자아와 타자를 구별하기)

동물이 움직일 때 그들의 감각기관은 두 종류의 정보를 제공

하나는 세상에서 일어난 일이 생성한 외부구심성 신호이고, 다른 하나는 동물 자신이 생성한 재구심성신호이다.

동물이 움직이기로 결정하면 동물의 신경계는 운동명령-신경신호-을 내린다. 이 명령은 근육으로 가는 도중에 복제되며 그 사본은 감각계로 전달되ㅏ어 ‘의도한 움직임의 결과’를 시뮬레이션하는데 사용한다

동물은 움직일때마다 무의식적으로 자신의 의지의 거울비전을 만들어 자신의 행동의 감각적 결과를 예측하는데 사용한다

우는 귀뚜라미가 자신의 울음소리를 차단하는 것도 물고기가 자신이 만들어낸 흐름과 헷갈리지 않고 다른 물고기가 만들어낸 흐름을 감지하는 것도 모두 동반방출 때문이다.

자각력이란 지각 경험을 자아의 생성물과 타자의 생성물로 분류하는 과정이다.

(팔의 세계와 머리의 세계)

문어의 중추신경계는 약 5억개의 뉴런이 포함, 작은 포유류수준

이 뉴런들중 3분의 1이 머릿속(중앙뇌)와 인접한 시신경계엽안에 위치

나머지 3억2천만개의 뉴런은 8개의 팔안에 있다

문어는 두 개의 독특한 환경세계-팔과 머리-를 가지고 있음으로 추측

팔은 미각과 촉각에 의존하고, 독립적, 머리는 시각에 의해 지배된다

머리와 팔 사이에서 교환되는 정보는 단순한 걸로 추측

(환상과 착각속에 사는 인간)

보고 듣는 행위는 정신적인 구성물이라 여기기 쉬우나 동물들의 감각세계는 고형조직(solid tissue)의 결과물이며 그 조직은 실제 자극을 탐지해 전기신호의 폭포를 생성한다

13장 감각풍경의 위기, 고요함을 되찾고 어둠을 보존하라

인류세-인류의 행위에 의해 정의되고 지배되는 지질시대

우리는 생태적 죄악, 빛공해, 감각오염(밤을 빛을로, 고요함을 소음으로, 토양과 물을 낯선분자로 가득채웠다.)

미국인과 유럽인의 99% 빛으로 오염된 하늘아래 살고 있다

열대우림파괴, 산호초백화, 동물을 주변환경과 단절시켜감

(빛이 세계를 오염시킨다)

매년 9월 11일. 연례설치미술품 두 개의 빛기둥으로 이주철 수천마리 새 희생

새끼바다거북, 인공광으로 매년 수천마리 죽음, 곤충유인에 치명적, 곤충감소기여

적색광은 철새에겐 방해, 박쥐나 곤충에겐 유익

황색광은 곤충과 거북은 괜찬으나 도룡뇽에겐 방해

청색광(생체시계방해, 곤충유인)과 백색광은 최악

로스엔젤레스에서 나온 빛은 3200km 떨어진 미국 최대 국립공원인 데스밸리에 도달

(더 시끄럽게 울어야만 하는 새들)

프리스트럽-미국의 자연적 음향풍경을 보호하기 위해 노력하는 단체 국립공원관리청의 자연음 및 밤하늘부서에서 일하고 있다.

자연음은 소음에 완전히 포위

울음소리와 노래로 의사소통하는 많은 동물들에게 어려움

소음은 동물의 지각세계를 축소시킨다

미국 대륙의 83%가 도로에서 1km 이내 위치

2차 세계대전과 2008년 사이에 전세계운송선단 3배이상 증가했고, 열 배나 많은 화물을 빠른 속도로 운반. 이 모든 것은 바다의 저주파 소음수준을 32배로 높였다

야간에 배가 움직일 때 혹동고래는 노래를 멈추고, 범고래는 먹이찾기를 멈추고 참고래는 스트레스를 받는다 게는 섭식을 멈추고 갑오징어는 색깔이 변하고 자리돔은 더 쉽게 잡힌다.

(납작해진 감각풍경)

다른 종의 감각세계에 대한 지식

어떤 동물은 현대의 풍경과 소리를 견대내도록 진화했지만, 항상 적응이 가능한 것은 아니다. 우리의 감각공습을 견디지 못한 ‘민감한 종’을 몰아냄으로써 ‘더 작고’ ‘덜 다양한’개체군만 남겨둔다.

하나의 종이 사라질 때마다 우리는 세상을 이해하는 방법 하나를 잃어버린다.

뉴멕시코의 살림지대에서 우드하우스 덤블어치가 천연가스 채굴 압축기 소음을 피해 달아남

덤불어치가 피뇬소나무 3000~4000개의 소나무 씨앗을 퍼뜨리는데, 그들이 옮겨간지역에 4배나 소나무가 많다. 피뇬소나무는 다른 수백가지 종에게 식량과 은신처를 제공한다.

(인간이 추가한 자극 제거하기)

폭염으로 산호는 자신에게 영양분과 색상을 제공하는 공생조류를 쫓아냈고, 파트너를 잃은 산호는 사상 최악의 백화사태로 굶주리고 탈색

녹음해온 건강한 산호초소리를 재생하니 한 달 후 두 배 많은 치어와 50% 증가한 종들이 산호초 주변에 공동체를 형성

코로나팬데믹 기간동안 전세계의 지반진동이 절반수준으로 감소하고,

사회가 감내할 수 있는 문제와 실제로 이룰 수 있는 변화를 보여줌

(경이로움은 가까이 있다)

자연의 장엄함은 협곡과 산에만 국한되지 않는다

그것은 지각의 야생지 –우리의 환경세계 외부와 다른 동물의 환경세계 내부에 존재하는 감각공간에서도 찾을 수 있다.

다른 감각을 통해 세상을 인식하는 것은 친숙함 속의 화려함과 평범함 속의 신성함을 찾는 것이다.경이로움은 뒤뜰 정원-별이 꽃의 전기장을 측정하고, 메미충이 식물의 줄기를 통해 진동멜로디를 보내고, 새가 적자주색과 녹자자주색의 숨겨진 팔레트를 보는 것-에 존재한다. 광야에 멀리 있지 않다.

엘리자베스 제이콥은 시선추적기(검안경)을 통해 깡충거미의 시선을 관찰

알무트 켈버는 야간투시경으로 어둠속에서 꽃의 꿀을 빨아먹는 조홍박각시관찰

팔로마 곤살레스-벨리도는 고속카메라를 이용해 킬러파리가 얼마나 빠른지 알아냄

켄 카타니아는 고속카메라로 밸코두더지가 촉각으로 사냥하는 방법 알아냄

커트 슈웬크는 레이저를 이용해 뱀이 혀를 낼름거릴 때 생성되는 와류 시각화

도널드 그리핀은 초음파 탐지기로 박쥐의 음파탐지기 발견

렉스 코크로프트는 레이저 진동계와 클립온 마이크를 사용 메미충을 도청

크리스 클라크는 미군 해군의 SOSUS수중청음기로 대왕고래 울음소리가 얼마나 갈 수 있는지 확인

에릭 포춘외 전기어 연구자들은 간단한 전극을 사용해 칼고기와 코끼리고기의 펄스들음

다양한 기술을 사용해 보이지 않는 것을 보이거나 들리게 함

다른 환경세계를 탐험하는 능력과 노력은 선물이고, 소중히 간직해야할 축복이다.

이토록 굉장한 세계.hwp

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