3'30" 읽기
- 모든 육지 척추동물과 폐어의 공통 조상은 소리를 통해 의사소통할 수 있었다.
- 이전에는 이러한 동물 그룹의 소리 발화하는 능력이 서로 독립적으로 발생했다고 가정
- 거북이에서 모든 가족의 대표자들이 음향적 의사소통 한다.
- 의사소통하는 능력이 포유류, 새 또는 양서류와 같은 다른 척추동물 그룹에서 독립적으로 발생했다는 이전의 가정은 잘못

척추동물은 이미 4억년 전에 소리를 내고 있었다.
발성 능력은 모든 육지 척추 동물의 공통 조상으로 거슬러 올라간다.

소리의 진화:
모든 육지 척추동물과 폐어의 공통 조상은 소리를 통해 의사소통할 수 있었던 것으로 나타났다. 이전에 생각했던 것과는 달리 척추동물이 음향적으로 의사소통하는 능력은 서로 독립적으로 여러 번 발달하지 않았다. 대신 거북이, 폐어, 새, 인간을 하나로 묶는 공통 뿌리가 있다. 이들 모두의 공통점은 성대가 호흡하는 공기를 사용하여 소리를 생성한다는 것이다. 

▲ 거북이는 거의 모든 다른 육지 척추동물과 마찬가지로 소리로 의사소통한다. © Jorgewich-Cohen et al.

우는 개구리, 노래하는 새, 인간의 언어 등 척추동물 사이에서 음향적 의사소통은 중요한 역할을 한다. 동종에게 중요한 정보를 전달하고 소속을 알린다. 육상 척추동물은 새의 특수한 샘부터 우리의 후두, 그리고 박쥐의 초음파 장치에 이르기까지 음성 기관으로서 매우 다른 구조를 발달시켜 왔다. 이러한 이유로 이전에는 이러한 동물 그룹의 소리를 발화하는 능력이 서로 독립적으로 발생했다고 가정했다.

폐어(肺魚, lungfish)도 "말”을 한다?

이제 취리히 대학의 Gabriel Jorgewich-Cohen과 그의 동료들의 연구는 다른 그림을 그린다. 그들은 음향 능력이 지금까지 거의 연구되지 않은 거북이, 투아타라, 사향 고양이 및 폐어와 같은 4개의 주요 그룹에서 53종의 동물 종의 발성을 조사했다. 이 그룹의 많은 대표자들은 해당 증거가 없었기 때문에 이전에 벙어리로 간주되었다. 연구원들은 최근 녹음으로 이를 보완했다.

▲ 음향 통신은 폐어를 포함하여 공기 호흡 척추동물의 모든 그룹에 존재한다. 트리(Tree)에는 1800종의 코아나티안 종들이 포함되어 있는데 음향적 의사소통의 특성이 있거나 없는 특성이 있다. 조상 노드의 파이 차트는 각 문자 상태의 가능성을 나타낸다. 스펙트로그램의 색상은 소리의 강도를 나타내며 따뜻한 색상은 높은 강도를 나타내고 차가운 색상(예: 파란색)은 낮은 강도 또는 소리의 부재를 나타낸다. (출처: 관련논문 © Jorgewich-Cohen et al./ Nature comunications)

결과:
"검사된 모든 종은 다양한 음향 레퍼토리를 가지고 있으며 다양한 범위의 다른 소리를 생성할 수 있다"고 Jorgewich-Cohen과 그의 팀이 보고했다. 폐어조차도 수중과 공중에서 소리를 낸다. 오랫동안 대부분 벙어리로 여겨졌던 거북이에서 생물학자들은 모든 가족의 대표자들이 음향적 의사소통을 한다는 것을 발견했다. 여러 종의 양서류도 소리를 낸다.

Jorgewich-Cohen은 "우리 연구는 청각적 의사소통이 육상 척추동물 사이에 널리 퍼져 있을 뿐만 아니라 이전에 음성이 아닌 것으로 생각되었던 여러 그룹에서 그러한 능력을 보여준다"고 말했다.

수렴인가 동종인가?

이것은 소리-의사소통을 위한 이러한 능력이 서로 독립적으로 수렴적으로 발생했는지 아니면 공통의 기원으로 되돌아가는지에 대한 질문을 제기한다. 이를 확인하기 위해 연구자들은 모든 육상 척추동물 그룹에서 1,800종의 다른 종의 의사소통을 평가하고 가계도 분석을 실시했습니다. 이를 통해 척추동물에서 음향 통신의 계통 발생 수를 추적할 수 있었다.

▲ Tree에는 캐릭터의 존재 여부와 음향 통신의 부재로 할당된 모든 거북이 속이 포함된다. 조상 노드의 파이 차트는 각 문자 상태의 가능성을 나타낸다. 스펙트로그램의 색상은 소리의 강도를 나타내며 따뜻한 색상은 높은 강도를 나타내고 차가운 색상(예: 파란색)은 낮은 강도 또는 소리의 부재를 나타낸다. (출처: 관련논문 Common evolutionary origin of acoustic communication in choanate vertebrates / nature communications)

취리히 대학의 수석 저자인 마르셀로 산체스(Marcelo Sánchez)는 "우리의 재구성은 음향 커뮤니케이션이 이 동물들의 동종 특성임을 보여준다"며 "적어도 약 4억 700만 년 전에 살았던 그들의 마지막 공통 조상만큼 오래되었다"고 보고했다. 폐어를 비롯한 육지 척추동물의 청각 및 소리 생성 기관의 해부학적 차이에도 불구하고 모두 공통 기원으로 돌아간다.

공통 기원

음향적으로 의사소통하는 능력이 포유류, 새 또는 양서류와 같은 다른 척추동물 그룹에서 독립적으로 발생했다는 이전의 가정은 잘못된 것이다. "우리의 결과는 음향 소통이 척추동물의 다른 그룹에서 여러 번 진화하지 않았지만 공통적이고 고대의 진화적 기원을 가지고 있음을 나타낸다"고 Sánchez는 말했다.
(nature communications, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-33741-8)
출처: Nature Communications, Universität Zürich

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]