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새는 자기장을 이용해 길을 찾는다.

1. 개요

  철새가 길을 찾을 때 자기장을 이용한다고 알려져 있다. 당연히 상식처럼 알고 있는 내용이지만 정확히 어떻게 자기장을 감지하는지에 대해서는 알려져 있지 않았고, 부리에 있는 철 성분으로 인해 방향을 알지 않을까하고 추측할 뿐이었다. 그런데 2018년 초, 비슷한 시기에 두 연구자의 논문이 출판됨으로써 이 매커니즘이 보다 정확히 밝혀지게 되었다. 이들이 밝혀낸 바는 아주 간단하다.

 다른 어려운 이유가 아니라 단순히 새들은 자기장을 눈으로 볼 수 있다는 것이다.

  관련 두 논문은 아래의 링크를 클릭하면 볼 수 있다.

  Journal of the Royal Society Interface에 기재된

  『Expression patterns of cryptochrome genes in avian retina suggest involvement of Cry4 in light-dependent magnetoreception』

  Current Biology에 기재된

    『Double-Cone Localization and Seasonal Expression Pattern Suggest a Role in Magnetoreception for European Robin Cryptochrome 4』

2. 새와 자기장

  매년 철새들은 남쪽과 북쪽을 오가며 살기 좋은 곳을 찾는다. 이들이 이동하는 경로를 보면 가히 엄청난 거리에 놀라움을 자아내게 된다.

철새들은 대체적으로 동-서 방향 보다는 남-북 방향으로 많이 이동한다. 북반구 남반구의 계절이 반대이기 때문으로 각자 자신의 서식지에 맞는 온도를 찾아가는 것이다. 새가 이렇게 자기가 가야하는 방향을 알아내는데는 지구의 자기장이 큰 역할을 한다.

자기장은 이러한 형태로 지구를 감싸고 있으며 철새들은 이 자기장의 방향을 알아내어 아무런 문제 없이 남-북을 오가게 된다. 

영화 『코어』에서는 지구의 자기장이 점차로 사라지면서 새들이 맛이 간 모습을 묘사하였다. 물론 새도 눈이 있기 때문에 지구의 자기장이 사라져도 저런식으로 방향을 못 잡고 추락 하지는 않는다.

  새가 자기장을 이용해서 길을 찾는다는 것은 누구나 알고 있었으나 정확히 어떻게 이들이 자기장을 이용하는지는 밝혀진 바가 없었다. 그리고 2018년 초에 앞서 언급했던 논문에서 그 비밀이 밝혀졌다. cry1, cry2 및 cry4라는 단백질이 새의 눈에 들어있는데 이로 인해 새들이 자기장을 볼 수 있다는 것이다. 다만 이는 확정적인 것은 아니며 추가연구가 필요한 부분이라고 한다.

3. 눈으로 보이는 자기장?

새의 눈에는 크립토크롬이라는 단백질이 있다. 크립토크롬이란 푸른빛에 민감하게 작용하는 단백질의 일종으로 새는 이를 이용해 자기장을 볼 수 있게 된다.

  Cryptochromes

  이를 밝혀낸 사람들은 스웨덴의 룬드 대학(Lund University)의 연구팀과 독일의 카를 폰 오시츠키 대학교 올덴부르크(Carl von Ossietzky University Oldenburg)의 연구팀이었다. 두 연구팀은 각각 얼룩말핀치(zebra finches)와 유로피안 로빈(European robins)를 연구했다.

얼룩말핀치

유로피언 로빈 / 꼬까울새

  크립토크롬중 Cry4라고 불리는 단백질은 특히나 청색빛에 민감한데 새들은 이 파장대의 빛을 사용할 수 있을 때만 자기장을 감지할 수 있다고 한다. 이를 철새와 닭을 비교해 보았을 때 철새들은 닭보다 더 많은 Cry4를 가지고 있음이 확인되었다.

  새가 이러한 시야를 가지고 있지 않을까 생각해본 시야 모델. 모든 방향의 자기장의 생김새가 다르므로 만약 정말로 세상이 이렇게 보인다면 방향을 잡는 것은 아주 쉬워진다. 시야 자체가 나침반인 것이다.

  다만 연구팀들은 아직까지는 추가 연구가 필요한 부분이라고 한다.