지구 온난화로 동물의 모양 변화?

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-09-08 20:43:14
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* 과학자들은 약 10년 전에 Bergmann의 법칙에 따른 동물들의 키 조정의 첫 징후를 관찰
* 새와 작은 포유동물 부리, 귀 또는 다리와 같은 신체 기관이 점점 더 길어져
* 온난화에 대한 반응으로 흡열 동물의 '형태 변화'에 대한 광범위한 증거가 발견
* 기후와 관련된 모양 변화에 가장 취약한 동물, 작은 포유동물 귀, 다리, 꼬리 커질 것
* 구호해햐하는 원인이라기 보다 이 동물들이 진화하여 생존한다는 것을 의미

동물: 지구 온난화로 인한 모양 변화?
더 높은 온도는 더 긴 부리, 귀 및 다리를 선호할 수 있다.


이미 시작됐다. 지구 온난화는 많은 동물 종의 분포뿐만 아니라 모양에도 영향을 미친다.
새와 작은 포유동물에서는 부리, 귀 또는 다리와 같은 신체 부속 기관이 시간이 지남에 따라 점점 더 길어지는 것을 이미 볼 수 있다. 이것은 동물이 과도한 열을 더 잘 발산하는 데 도움이 되며 따라서 서식지의 상승하는 온도에 적응할 수 있다. 

▲ 도쿄 동물원에 있는 두 마리의 사막여우(Fenneks). 귀와 발가락의 털은 물론 털 무늬의 디테일도 쉽게 볼 수 있다. 사막여우는 알렌의 법칙의 전형적인 예다 - 따뜻한 기후에 적응하기 위해 신체 부속기관이 확대된다. 출처: Su neko/ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nemui_kitune.jpg


기후는 동식물종의 분포에 영향을 미칠 뿐만 아니라 많은 동물의 크기와 모양도 그들이 추운 기후에 사는지 아니면 따뜻한 기후에 사는지를 반영한다. 예를 들어, 북극여우, 북극곰 및 많은 작은 북극 포유류는 Bergmann의 규칙에 따라 더 남쪽 지역의 친척보다 크다.
체적에 비해 표면적이 작을수록 체온 손실이 줄어든다.

반대로, 따뜻한 지역의 같은 온도에 있는 많은 동물은 몸집이 작지만 크기도 작다.
귀, 꼬리, 다리, 부리와 같은 부속 기관은 과도한 열을 외부로 점점 더 발산할 수 있어 종종 더 크고 더 길다. 이것은 소위 앨런의 법칙에 해당한다.

기후 변화가 신체 비율을 변화시킬 것인가?

지역의 기후가 시간이 지남에 따라 변한다면(예: 현재의 기후 변화로 인해) 어떻게 될까?
과학자들은 약 10년 전에 Bergmann의 법칙에 따른 키 조정의 첫 징후를 관찰했다. 이에 따르면 일부 동물 종에서는 이미 크기가 감소하는 경향이 있다.

호주 디킨 대학교의 사라 라이딩(Sara Ryding)과 그녀의 동료들은 최근 기후 변화가 동물의 모양도 변화시키고 있는지 조사하기 위한 개요 연구를 수행했다. 이를 위해 그들은 이전에 출판된 출판물을 평가했다.

연구팀은 "지구 온난화가 동물의 체형 변화에 대한 가능한 설명이 될 수 있는 부분을 알고 싶었고 왜 특정 동물이 이러한 체형 변화를 보이는지에 대한 통찰력을 제공하는 예를 보여주고 싶었다"고 설명했다.

새, 생쥐 그리고 박쥐의 첫 번째 변화

결과:
"우리는 기후 변화 및 관련 온난화에 대한 반응으로 흡열 동물의 '형태 변화'에 대한 광범위한 증거가 이미 있음을 발견했다"고 Ryding과 그녀의 동료가 보고했다. 일부 호주 앵무새 종의 부리는 1871년 이후로 4~10% 증가했으며, 이에 대한 가장 큰 원인은 서식지의 여름 기온 상승이다. 큰 가슴과 집 참새에 대해서도 비슷한 관찰이 이루어졌다. 

▲ 찌르레기(Sturnus vulgaris)는 온난화에 적응해 더 큰 부리를 발달시킬 수 있다. Author : Marek Szczepanek https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sturnus_vulgaris_2_(Marek_Szczepanek).jpg

일부 박쥐 및 기타 포유류의 신체 비율에도 변화가 있다. 일부 나무쥐 개체군은 이제 이전보다 더 큰 귀를 가지고 있는 반면 북아메리카 최북단에 서식하는 가면뒤쥐(Sorex cinereus)는 다리와 꼬리가 더 길어졌다. 아시아에 서식하는 둥근잎박쥐(Hipposideros armiger)는 날개 길이를 늘렸다.

Ryding과 그녀의 동료들은 "우리가 나열한 사례가 북극에서 호주의 열대 지역에 이르기까지 광범위한 지리적 지역에서 나온 것이라는 점은 주목할 만하다"고 말했다. 
▲ 들쥐 (Apodemus sylvaticus). 일부 나무쥐 개체군은 이제 이전보다 더 큰 귀를 가지고 있는 반면 북아메리카 최북단에 서식하는 가면뒤쥐(Sorex cinereus)는 다리와 꼬리가 더 길어졌다.


직접 및 간접 효과의 조합

이러한 경우 팀이 강조하는 것처럼 온난화 자체가 실제로 이러한 형태의 변화에 ​​책임이 있는지 명확하게 결정하는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 결국 습도의 변화나 음식의 공급과 같은 간접적인 영향도 신체의 크기와 모양에 영향을 줄 수 있다.

그러나 무엇보다도 쥐, 돼지, 메추라기에 대한 실험실 실험은 더 높은 온도가 시간이 지남에 따라 신체 부속 기관의 확대로 직접 이어질 수 있음을 보여준다.

자연에서 동물의 기후와 관련된 모양 변화의 징후는 여전히 매우 미묘하다.
"지금까지 신체 부속 기관의 길이 증가는 10% 미만으로 다소 작았다"고 Ryding은 말한다. “따라서 그들은 즉시 눈에 띄지 않았다. 그러나 예측에 따르면 귀와 같은 눈에 띄는 부착물은 계속해서 크기가 커질 것이다. 그래서 멀지 않은 날 진짜 점보를 경험할 수 있다"고 말했다. 

▲ 그림 1열 교환. (a) Geospiza fortis 및 (b) Geospiza fuliginosa의 열교환. 부리, 다리, 날개 표면에서 측정한 기온(Ta)과 온도를 나타낸다. 15°C(검은색)에서 40°C(흰색)까지의 눈금 막대. 출처: 관련논문 Shape-shifting: changing animal morphologies as a response to climatic warming

어떤 동물이 가장 반응할까?

기후와 관련된 모양 변화에 가장 취약한 동물에 대한 초기 예측도 있다.
작은 포유동물이 가장 가능성이 높은 후보다. 이 동물은 따뜻해지면 귀, 다리 또는 꼬리가 커질 가능성이 가장 크다.

이러한 변화가 가장 눈에 띄는 지역은 개별 동물 종의 기후 요구 사항에 따라 다르다. 어떤 동물들에게는 겨울이 더 온화하면 충분할 수 있고, 다른 동물들에게는 더 자주 더운 날이나 더운 여름이 방아쇠가 될 수 있다.

연구팀은 "지금까지 관찰된 바에 따르면 극한 기상 조건의 빈도 증가와 전반적인 기온 상승이 형태학적 변화를 유발할 수 있다"고 말했다.

생태학적 결과는 여전히 불분명

Ryding과 그녀의 팀에 따르면 기후 변화에 대한 이러한 동물의 적응은 구호를 해야하는 원인이라기보다 경고 신호에 가깝다. “그것은 이 동물들이 진화하여 생존한다는 것을 의미한다. 그러나 우리는 이러한 변화가 어떤 다른 생태학적 결과를 가져올지 확신하지 못한다”고 Ryding이 말했다. 모든 동물 종이 이러한 유형의 적응을 할 수 있는지도 의심스럽다.
어쨌든 연구자들은 기후로 인한 동물의 형태 변화에 대한 더 우수하고 포괄적인 조사를 지지한다. 그래야만 동물 세계에 대한 기후 변화의 결과를 더 잘 평가할 수 있기 때문이다.
(Trends in Ecology & Evolution, 2021; doi: 10.1016/j.tree.2021.07.006)
출처: Cell Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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