3'20" 읽기
- 청파리와 잠자리, 초당 300번의 빛 섬광 인식, 인간의 시간 해상도는 65헤르츠에 불과
- 척추동물 중에서 가장 빠른 눈은 146헤르츠에서 볼 수 있는 작은 명금류인 얼룩딱새
- 연어는 96헤르츠, 개는 75헤르츠, 육지 포식자는 일단 출발되면 위치 조정할 수 없어
- 바다 포식자가 육지 포식자보다 더 빨리 움직임 포착, 지속적으로 위치를 조정

일부 동물의 눈에는 먹잇감이 슬로우 모션으로 보인다.
라이프 스타일이 동물이 시간을 인식하는 방식을 결정한다.

빠른 속도와 여유로운 속도 사이:
일부 동물은 우리 인간보다 훨씬 더 빠르게 환경 변화를 감지한다. 초당 300번의 빛을 분리할 수 있는 청파리(blue bottle)와 잠자리의 눈은 가장 높은 시간 분해능을 가지고 있다는 연구가 밝혀졌다. 이러한 빠른 인식은 작은 동물, 날 수 있는 동물, 바다 포식자에게만 해당된다. 놀랍게도 육지의 포식자는 "빠른 감시자"에 속하지 않았다. 

▲ 잠자리의 겹눈(출처: 위키미디어)

시간은 우리에게 항상 같은 속도로 흐르지 않는 것 같다. 때로는 정말 날아가고, 어떤 순간에는 사고 직전과 같이 모든 것이 슬로우 모션처럼 보인다. 동물도 시간 감각이 있다. 동물이 환경의 변화(소위 시간 지연)를 얼마나 빨리 인지할 수 있는지는 각 서식지의 요구 사항에 따라 크게 달라진다. 일부 동물은 먹이를 때리거나 자신이 먹히지 않으려면 특히 빠르게 반응할 수 있어야 한다.

깜박이는 불빛

골웨이 대학의 케빈 힐리(Kevin Healy)가 이끄는 연구원들은 서로 다른 종들 사이에 시간에 대한 인식이 얼마나 다른지 알아보기 위해 현재 100종이 넘는 동물 종에 대한 데이터를 수집하고 평가했다. 시각적 인식의 시간적 해상도는 소위 깜박이는 빛 실험을 사용하여 결정되었는데, 이 실험에서는 서로 다른 동물들이 각각 깜박이는 빛을 바라보았다.

과학자들은 동시에 망막전도도를 사용하여 동물의 눈과 뇌가 여전히 섬광을 서로 분리할 수 있는지 측정했다. 핵심 수치는 소위 깜박임 융합 주파수다. 이것은 빛이 너무 빨리 깜박여서 뇌가 더 이상 빛의 섬광을 개별적으로 인식할 수 없지만 지속적인 빛으로 등록할 때 달성된다. 일부 종에서는 이 임계값에 더 빨리 도달하고 다른 종에서는 나중에 도달한다.

1위는 잠자리와 검정파리

결과:
청파리와 잠자리는 깜박임 융합 주파수가 300Hz로 가장 높은 점수를 받았다. 이것은 실험에서 그들이 여전히 개별 신호로 초당 300번의 빛의 섬광을 인식할 수 있었다는 것을 의미한다. 따라서 우리의 시간 해상도가 65헤르츠에 불과한 것과 비교할 때 주변 세계는 일종의 슬로우 모션으로 움직인다. 이는 파리가 파리채를 잘 피하는 이유이기도 하다.

▲ 검정파리(출처:https://de.wikipedia.org/wiki/Schmei%C3%9Ffliegen)

측정에 따르면 척추동물 중에서 가장 빠른 눈은 146헤르츠에서 볼 수 있는 작은 명금류인 얼룩딱새다. 연어는 96헤르츠에 도달하고 개는 여전히 75헤르츠에 도달한다. 그러나 우리보다 훨씬 낮은 시간 해상도로 환경을 보는 동물도 있다. 가시관 불가사리는 눈이 가장 느니다. 연구자들은 그가 0.7Hz에서만 본다고 판단했다.

빠른 삶, 빠른 눈

다양한 점수에서 Healy와 그의 동료들은 빠른 눈을 가진 동물이 "빠른 라이프스타일" 때문에 눈을 가지고 있다고 결론지었다. “빠른 시각은 종들이 환경의 급격한 변화를 감지하는 데 도움이 된다. 변화에 대한 이러한 상세한 인식은 빠르게 움직이거나 움직이는 먹이의 궤적을 결정할 때 매우 유용하다”고 Healy는 설명했다. 연구자에 따르면 빠른 눈을 가진 동물에는 작은 동물, 날으는 동물, 바다 포식자의 세 그룹이 있다.

연구자들은 포식자가 일반적으로 빠른 인식에 의존하는 것으로 여겼기 때문에 깜박이는 빛 실험에서 바다 포식자가 육지 포식자보다 더 잘 수행한다는 사실에 처음에 놀랐다. 

"우리는 이러한 차이가 수중 포식자는 먹이에게 달려들 때 지속적으로 위치를 조정할 수 있는 반면, 육지 기반 포식자는 일단 발사되면 위치를 조정할 수 없기 때문이라고 생각한다"고 가설을 세웠다.

카페인은 우리의 눈을 더 빠르게 만든다

그러나 왜 모든 동물이 빠른 시간 지각을 갖지 못하는 것일까? 그 이유는 이러한 빠른 시각적 인식에 관련된 생물학적 노력에 있다. 한편으로 "빠른 눈"은 많은 에너지를 필요로 하고 다른 한편으로는 망막 세포의 특별한 해부학적 적응이 필요하다. 연구자들은 빠른 시력에 반드시 의존하지 않는 동물은 그 에너지를 성장이나 번식과 같은 삶의 다른 영역에 투입한다고 말했다.

시간 지각은 우리 인간들 사이에서도 그러하듯이 종 내에서도 다양하다. 예를 들어 일부 연구에서는 골키퍼가 주변 환경의 변화를 더 빨리 감지할 수 있으며 과학자들이 보고한 바와 같이 커피도 일시적인 지각력을 일시적으로 증가시킨다고 제안했다.
출처: British Ecological Society

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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