동물 색각의 발달: 1억 년에 걸친 색 신호의 극적인 폭발을 지도화한 연구

통계 분석에 따르면, 동물의 색각은 화려한 열매와 꽃이 등장하기 1억 년 이상 전에 진화했습니다. 이 연구는 애리조나 대학교 생태 및 진화 생태학과의 존 J. 윈스 교수가 주도했으며, 학술지 Biological Reviews에 게재되었습니다. 연구는 동물이 사용하는 두 가지 색 신호 유형인 경고와 짝짓기에 중점을 두고 있으며, 식물이 꽃과 열매에 사용하는 색 신호도 분석합니다. 식물에서 눈에 띄는 색은 두 가지 주요 기능을 수행한다고 윈스는 설명합니다. 열매의 경우 씨앗을 퍼뜨리기 위함이고, 꽃의 경우 꽃가루를 전달하기 위함입니다.

“우리는 눈에 띄는 색이 언제 진화했으며, 그 색의 목적이 무엇인지 알고 싶었습니다. 이것이 이 연구를 진행하게 된 주요 이유였습니다.”라고 오클라호마 주립대 통합생물학과의 조교수이자 연구 공동 저자인 자카리 엠버츠는 말했습니다. 연구가 진행될 당시 엠버츠는 애리조나 대학교의 박사 후 연구원이었습니다. 윈스에 따르면 동물의 색각은 약 5억 년 전에 진화했으며, 화려한 열매는 약 3억 5천만 년 전, 화려한 꽃은 약 2억 년 전에 등장했습니다.

딸기독개구리는 포식자들에게 강력한 경고 신호로 작용하는 선명한 색을 보여줍니다. 사진 제공: 존 J. 윈스

윈스는 경고 색 신호가 성적 색 신호보다 먼저 약 1억 5천만 년 전에 등장했다고 밝혔습니다. 성적 색 신호는 약 1억 년 전에 나타났습니다. “지난 1억 년 동안 경고 색 신호와 성적 색 신호가 극적으로 폭발적으로 증가했습니다,”라고 윈스는 말했습니다. 이는 색각이 약 4억 년 전에 진화했다는 사실에도 불구하고 그렇습니다. 이러한 폭발적 증가의 정확한 이유는 알려지지 않았지만, 연구팀은 경고 신호의 증가를 이끌었을 가능성이 높은 세 가지 주요 그룹을 확인했습니다. 해양 환경에서는 경골어류, 육상에서는 새와 도마뱀이 그 주역입니다.

윈스는 경고 색 신호가 성적 신호보다 훨씬 더 널리 퍼져 있으며, 성적 신호는 절지동물과 척추동물에만 제한되어 있다고 설명했습니다. “경고 신호는 적어도 다섯 배 더 널리 퍼져 있습니다. 이것이 전반적인 패턴입니다,”라고 윈스는 말했습니다. 경고 색 신호가 널리 퍼져 있는 이유는 화려한 색을 가진 동물이 스스로 색각을 가질 필요가 없이 다른 동물들에게 위험을 경고할 수 있기 때문일 수 있습니다. 실제로, 경고 색 신호를 가진 종들은 잘 발달된 눈을 가질 필요조차 없습니다. 반면에 성적 색 신호의 경우, 수컷과 암컷이 서로에게 색 신호를 전달하기 위해서는 고도의 시각 능력이 필요합니다. 이것이 성적 신호가 눈을 가진 두 개의 동물 그룹, 즉 척추동물(물고기, 양서류, 포유류, 새, 파충류 포함)과 절지동물(곤충과 거미 등)에서만 나타나는 이유입니다. “앞으로, 동물이 빨간색이나 파란색과 같은 특정 색을 볼 수 있는 능력을 무엇이 이끄는지 연구하는 것이 더 흥미로울 것입니다,”라고 엠버츠는 말했습니다.