“쇠똥구리는 달빛 없으면 길 잃는다” 달빛으로 방향확인

아프리카 쇠똥구리는 달빛의 편광으로 방향을 잡는다.-동아일보 자료사진

달빛을 이용해 방향을 찾아가는 동물이 최초로 확인됐다. 주인공은 파브르 곤충기를 통해 익숙한 쇠똥구리.

스웨덴 룬드대학 세포 및 유기체 생물학과의 마리 대케 교수팀은 3일자 영국의 과학잡지 ‘네이처’에 아프리카쇠똥구리가 햇빛보다 수백만 배나 약한 달빛의 편광을 이용해 방향을 잡고 직선으로 움직인다고 밝혔다. 편광은 여러 방향으로 진동하는 보통 빛과 달리 특정한 방향으로만 진동하는 빛이다.

쇠똥구리는 쇠똥더미에서 떼어내 동그랗게 만든 쇠똥을 굴려서 자기 처소로 옮기는데 쇠똥구리간의 경쟁이 치열하다. 이때 다른 쇠똥구리에게 쇠똥을 빼앗기지 않기 위해 직선 경로로 재빨리 이동하는 일이 중요하다. 대케 교수가 이끄는 연구팀은 쇠똥구리가 달이 뜬 밤에만 직선으로 움직인다는 점을 발견했다. 달빛이 없거나 구름이 가득한 밤에는 쇠똥구리가 방향을 잡지 못하고 원을 그리는 경향이 나타났다.

연구팀은 쇠똥구리가 실제로 편광을 이용하는지 알기 위해 쇠똥구리 위에 편광필터를 놓고 실험했다. 빛의 진동 방향이 90도 바뀌는 필터를 이용하자 쇠똥구리는 갑자기 진행 방향을 90도로 꺾었다. 쇠똥구리가 달을 보지 못하게 만든 실험에서도 같은 결과가 나왔다. 달빛은 대기에 있는 미세한 입자들에 부딪칠 때 산란되면서 편광 패턴을 만들어낸다. 연구팀은 쇠똥구리가 방향을 잡는 데 달의 위치가 아니라 달빛의 편광을 이용한다는 사실을 확인했고, 쇠똥구리의 눈에서 달빛의 편광을 감지하는 특별한 수용기를 발견했다.

이전까지는 달빛의 편광보다 햇빛의 편광으로 방향을 결정하는 동물이 많이 알려져 있었다. 개미, 꿀벌, 말벌, 거미 등의 일부 종류가 이에 해당한다. 특히 8개의 눈을 갖고 있는 수리거미는 한 쌍의 눈으로 해뜰 녘이나 해질 녘에 대기 입자에 산란된 후 나타나는 편광을 감지해 자기 집을 찾아가고, 물 표면 아래에서 등으로 헤엄치는 곤충인 헤엄치게는 물을 통과한 빛의 편광을 이용해 먹이를 잡는다는 사실이 발견됐다. 한편 물고기, 새, 도마뱀이 편광을 이용하는지는 아직까지 논란거리로 남아 있다.

이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com