방울뱀의 소리는 기만전략

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-08-20 21:44:37
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* 딸랑이 소리로 경고할 뿐만 아니라 음향 속임수에도 꼬리 딸랑이를 사용
* 실제 4미터 거리인데 1미터 거리처럼 들리게 함
* 속도와 거리가 다가오는 대상의 크기보다 더 중요하게 작용
* 훨씬 더 복잡한 종간 통신 신호, 진화과정에서 개발됐을 것으로 추정

방울뱀은 음향 착시를 사용한다.
딸랑거리는 소리의 주파수를 갑작스럽게 바꿔 접근자들에게 잘못된 거리에 있다고 믿게 만든다.


영리한 트릭:
방울뱀은 딸랑이 소리로 경고할 뿐만 아니라 음향 속임수에도 꼬리 딸랑이를 사용한다.
일정한 최소 거리에 이르면 방울뱀은 갑자기 천천히 증가하는 덜거덕거림에서 더 높은 덜거덕 소리 주파수로 갑자기 전환한다. 동물이나 사람이 다가오면 방울뱀이 실제보다 가까이 있다는 인상을 주어 자신에게 안전한 거리를 확보한다. 

▲ 방울뱀은 잠재적인 포식자에게 경고하기 위해 꼬리 딸랑이를 사용한다. 그렇게 함으로써 그들은 멋진 음향 트릭을

만든다. © Tobias Kohl


방울뱀의 시끄러운 딸랑이는 분명한 경고 신호다.
‘가까이 오지 마십시오. 그렇지 않으면 당신을 물어뜯을 것이다!’
뱀은 꼬리 딸랑이를 사용해 이전 털갈이에서 남은 느슨한 뿔 비늘을 사용해 이러한 위협하는 소리를 만든다. 뱀이 꼬리 끝을 진동시키면 이 비늘이 서로 부딪혀 딸랑이 소리가 발생한다. 경험 보고서에 따르면 잠재적인 적이 가까울수록 방울뱀이 방울소리는 더 빨라진다.

자동차 주차 센서 처럼

LMU(Ludwig Maximilians University of Munich)의 미샤엘 포르스트호퍼(Michael Forsthofer)와 그의 동료들이 최근 발견한 것처럼 이 단순한 경고 신호에는 더 많은 것이 있다. 그들은 잠재적인 위협이 접근할 때 딸랑이가 정확히 어떻게 변하는지, 반대로 접근하는 생명체에서 이것이 어떤 역할을 하는지 알고 싶었다.

첫 번째 실험에서 그들은 크기와 속도를 달리하여 일부 텍사스 방울뱀(Crotalus atrox)을 향해 어두운 모양이나 사람 모양을 이동시켰다.

처음에는 방울뱀이 낮은 주파수로 딸랑이를 일으키다가 점차적으로 주파수가 약 40Hz까지 증가하는 것으로 나타났다. 연구원들은 "주차할 때 센서에 의해 자동차가 내는 음향 신호를 다소 연상시킨다"고 설명했다. 덜거덕거리는 소리의 속도는 위협이 접근하는 거리와 속도보다 크기에 덜 의존한다. 뱀은 주로 지상 진동과 적외선 신호를 통해 접근하는 포유류를 감지하기 때문에 이것은 매우 논리적으로 보인다.
▲ 연구 개요도 (출처: 관련논문 Frequency modulation of rattlesnake acoustic display affects acoustic distance perception in humans)

딸랑이 "터보"로 급격히 변경

그러나 다가오는 위협이 특정 거리 아래로 떨어지면 방울뱀이 기어를 변속한다.
이제 덜거덕거리는 소리가 60~100Hz의 더 높고 거의 일정한 주파수로 갑자기 변경된다. 이 고주파수 딸랑이로 뱀은 자동 거리 센서가 경고음에서 연속 톤으로 전환되는 방식과 유사하게 다음 경고 수준을 알리고 싶어하는 것 같다.

이것은 다른 상대에게 무엇을 의미할까?
이를 확인하기 위해 과학자들은 VR 환경에서 가상 방울뱀과 인간 실험 대상을 대면했다.
그들은 실험 대상을 갑자기 풀 속에 숨어있는 뱀의 덜그럭거리는 소리가 들릴 수 있는 풀이 우거진 풍경으로 옮겼다. 덜거덕거리는 소리는 천천히 팽창하거나 갑자기 4m 거리에서 더 높은 주파수로 변경됐다. 두 경우 모두, 피험자들은 자신이 방울뱀으로부터 1m 이내에 있다고 믿을 때 표시하도록 요청받았다.
▲ 어렴풋이 자극을 받은 뱀의 영상이 눈앞의 흰색 화면(영상에서는 보이지 않음)에 표시된다. 자극은 디지털 삽입으로 표시된다. 즉, 화면의 기록이 아닌 왼쪽 상단 모서리에 표시. 오른쪽 상단에 마이크가 보인다. 하단: 음향 디스플레이의 트레이스 스펙트로그램. (추러: 관련논문 Frequency modulation of rattlesnake acoustic display affects acoustic distance perception in humans 동영상 파일 스냅샷)

잘못된 거리 평가

놀라운 결과:
피실험자들은 안정적인 딸랑이로 거리를 비교적 잘 평가했지만 "스위치 딸랑이"에서는 달랐다. 실제 거리는 여전히 4미터였다. 그에 따라 주파수를 전환하면 거리에 대한 명백한 오판으로 이어졌다.

과학자들에 따르면 이것은 방울뱀이 우리 지각의 뿌리 깊은 특성을 이용하고 있음을 나타낸다. 증가하는 볼륨이나 주파수를 거리 신호로 해석하기 때문에 갑작스러운 주파수 점프는 우리가 이전에 생각했던 것보다 더 가깝다고 믿게 만든다.

Karl-Franzens-Universität Graz의 선임 저자인 보리스 챠그너(Boris Chagnaud)는 "고주파 모드로의 갑작스러운 변경은 음원까지의 실제 거리보다 더 먼 거리를 속이는 것"이라고 설명했다.

음향 착시

원칙적으로 방울뱀은 정교한 음향 착시를 사용해 안전 여유를 만든다.
“수십 년 동안 방울뱀의 음향 신호는 뱀의 존재에 대한 단순한 경고 신호로 해석되었다. 이제 우리 데이터는 이것이 훨씬 더 복잡한 종간 통신 신호임을 ​​보여준다”고 Chagnaud는 말했다.

이 멋진 속임수는 아마도 진화 과정에서 개발되었을 것이다.
왜냐하면 뱀은 이 더 복잡한 신호로 인해 발견되거나 밟히는 것을 피할 수 있기 때문이다는 것이 생물학자들의 가정이다.
(Current Biology, 2021; doi: 10.1016 / j.cub.2021.07.018)
출처: Cell Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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