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환경 기후 변화가 동물의 색깔을 바꾸고 있다

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작성자 관리자
댓글 0건 조회 85회 작성일 24-11-20 10:46

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기후 변화가 동물의 색깔을 바꾸고 있다  

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어린이 이야기에 따르면 얼룩말은 "반은 그늘에 있고 반은 그늘 밖에 있다"가 줄무늬가 되었다고 합니다. 저자인 러디어드 키플링은 생물학자는 아니었지만 그의 이야기는 어느 정도 진실일 수 있습니다. 연구에 따르면 기온이 상승하면 동물의 색이 밝아져 동화 속 얼룩말의 햇빛에 노출된 부분과 비슷해집니다. 반면 습한 그늘에서는 더 어두운 색조가 나타납니다.

지구가 따뜻해지고 비의 패턴이 바뀌면서 많은 종의 깃털과 피부 색깔이 변하고 있으며,  종종 더 밝아지고 있습니다 .  네덜란드의  달팽이는  갈색에서 노란색으로 변하고 있습니다.  코스타리카의  열대 벌 종에서 주황색과 파란색 개체의 비율이 증가하고 있습니다. 프랑스의 도마뱀은 더 밝아지고 있으며, 전 세계의 많은 곤충  과    도 마찬가지입니다  . 예일 대학교의 생태학자이자 진화 생물학자인 스테판 핑커트는  "지구 온난화로 인해 더 어두운 종과 더 어두운 개체가 감소할 것으로 예상할 수 있습니다."라고 말합니다. 

동물의 피부, 털, 깃털이 색을 띠는 데는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 우리가 인지하는 색조 중 일부는 깃털이나 비늘의 미세 구조와 빛의 상호 작용에서 비롯됩니다. 벌새를 생각해 보세요. 벌새는 당신이 보는 각도에 따라 색이 바뀝니다. 다른 색조는 카로티노이드와 같이 빛을 흡수하는 분자와 검정, 회색, 갈색, 녹슨 색조를 담당하는 멜라닌에 의해 발생합니다.

새와 포유류에서 가장 흔한 색소인 멜라닌은 기온 상승과 강우 패턴의 변화에 ​​영향을 받을 수 있습니다.  벨기에 겐트 대학교의 진화 생물학자인 매튜 쇼키 는 "피부나 털 또는 깃털에 멜라닌이 많으면 더 많은 열을 흡수하는 경향이 있습니다." 라고 말합니다.그는 기온이 치솟으면 동물이 과열될 수 있기 때문에 이것은 단점이 될 수 있다고 말합니다.반면에 비가 많이 내리면 병원균이 번성하는 경향이 있습니다.쇼키는 이러한 조건에서 어두운 멜라닌은 "조직을 단단하게 만들기" 때문에 보호적일 수 있다고 말합니다.

미국의 파충류학자 찰스 보거트가 1949년 논문에서 제안한 규칙 에  따르면 더운 기후에는 변온동물, 즉 냉혈동물이 더 많이 존재해야 하는데, 이들은 색깔이 밝고 따라서 과열될 가능성이 적습니다. (파충류와 곤충과 같은 이러한 동물은 스스로 체온을 조절할 수 없으며 외부 열원에 의존합니다.)

최근 몇 년 동안 과학은 보거트의 법칙을 확인했을 뿐만 아니라 온혈 동물인 종에게까지 확장했습니다.  더운 지역에서 더 가벼운 것은 개구리, 두꺼비 ,    ,  모기 뿐만이 아닙니다  . 새도 마찬가지입니다. 10,000종 이상의 새를 대상으로 한 2024년 분석 결과, 더운 곳에서는  흰색과 노란색  깃털이 파란색과 검은색 깃털보다 더 강했습니다.

지구 온난화로 일부 동물 개체군은 더욱 가벼워지고 있습니다. 1967년에서 2010년 사이에 네덜란드의 기온이 1.5~2도 상승하면서 갈색  땅 달팽이는  노란색 달팽이로 바뀌었습니다. 1990년에서 2020년 사이에 영국에서는 잠자리와 잠자리풀  도 점점 더 가벼워졌습니다 . Pinkert와 그의 동료들이 2023년 논문에서 발견한 바와 같습니다. 그리고 잠자리를 자세히 살펴보았다면 날개에 어두운 장식이 줄어든 것을 알아차렸을 것입니다.

 북미에서 실시한  최근 ​​연구 에 따르면  , 10종의 수컷 잠자리는 2005년에서 2019년 사이의 가장 따뜻한 해에 날개에 멜라닌 기반 색상 패치가 가장 작았습니다. 같은 기간 동안 지중해 푸른 가슴 새(노란 가슴과 머리에 푸른색 모자와 같은 표시가 있는 작은 새)의 예쁜 반점도 희미해 보였습니다. 2015년에서 2019년 사이에 프랑스 몽펠리에 주변의 가슴새 개체군의 푸른 머리 패치가 약 23% 더 밝아졌는데, 이는 지역 기온 상승과 관련된 변화입니다.

실험은 관찰 데이터를 확인합니다. 더운 기온은 동물을 더 밝게 만듭니다. 어떤 경우에는 개체가 온도에 따라 색소를 더 많이 생성하거나 덜 생성할 수 있습니다.  예를 들어, 생생한 댄서 잠자리는 수은이 하루 종일 변동함에 따라 어두운 색에서 밝은 색으로, 다시 어두운 색으로 색을 바꿀 수 있습니다. 수컷  카멜레온 메뚜기는  화씨 50도(섭씨 10도)에서는 검은색에서 화씨 77도(섭씨 25도) 이상에서는 청록색이 됩니다. 독일  제비젠에 있는 막스 플랑크 생물 지능 연구소의 진화 생물학자인 카스파 델헤이는 "여러 종류의 곤충을 추운 기온에서 키우면 더 어두워지고 따뜻한 기온에서 키우면 더 밝아집니다."라고 말합니다 .

이러한 효과는 곤충에만 국한되지 않습니다. 스페인에서 실시한 현장 실험에 따르면  햇빛에 더 많이 노출된 둥지에서 부화한 독수리는  더 보호된 장소에서 자란 독수리보다 깃털이 더 옅습니다. 새가 햇볕에 탈색된 것만이 아니었습니다. 깃털의 멜라닌은 햇빛에 파괴된 경우와 달리 분해되지 않았습니다. 그저 처음부터 멜라닌이 적었을 뿐입니다.

온도에 따라 색상을 조절하는 개별적인 능력 외에도, 따뜻한 지역에 사는 동물 개체군은 창백한 동물이 새로운 지역으로 이동하기 때문에 더 밝아질 수 있습니다. 유전적 변화도 작용할 수 있지만, 그러한 진화가 어떻게 전개될지에 대한 "중요한 지식 격차"가 여전히 있습니다.

Bogert의 법칙은 지중해와 같이 따뜻해지지만 건조한 지역에서는 간단해 보이지만 기온과 함께 강수량이 증가하면 종이   밝아지는 대신  어두워질 수 있습니다 . 1833년 독일의 조류학자 Constantin Gloger는 습한 곳에서는 깃털이 흰색보다 검은색일 가능성이 더 높다고 제안했습니다. 한 가지 이유는 위장일 수 있습니다. 습한 서식지에서는 "식물이 더 많고 배경이 더 어둡기 때문에 더 어두운 동물이 더 많이 위장될 수 있습니다."라고 Delhey는 말합니다. Gloger의 법칙에 대한 또 다른 설명은  습한 기후에서 종종 번성하는 병원균에 대한 보호일 수 있습니다. 16종의 조류 에 대한 2020년 연구에   따르면 멜라닌이 더 많은 깃털이 둥지 박테리아의 손상에 더 잘 견딘다는 것이 밝혀졌습니다. "이 분자의 목표는 다양한 스트레스 요인으로부터 유기체를 보호하는 것입니다. 예를 들어 검은색 깃털은 더 강합니다."라고  이 연구에 참여하지 않은 스위스 로잔 대학교의 진화 생물학자인 Alexandre Roulin은 말합니다. 연구에 따르면 멜라닌 분자는  기생충을 억제할  뿐만 아니라  세포를 강화하여 병원균에 대한 장벽을 형성할 수도 있는 것으로 나타났습니다.

델헤이가 기후 변화에 따라 기온과 강수량이 모두 증가할 때 어떤 일이 일어나는지 테스트했을 때, 그는 적어도 새의 경우 "습도의 영향이 일반적으로 훨씬, 훨씬 더 강하다"는 것을 발견했다고 말합니다. 델헤이와 그의 동료들은   5,000종 이상의 모든 참새목 새 종의  깃털 색상을 그들이 사는 기후에 매핑했습니다 . 그들은 동물들이 따뜻하고 건조한 곳에서는 더 밝고 따뜻하고 습한 곳에서는 더 어둡다는 것을 발견했습니다. 룰린과 그의 동료들은 1901년에서 2018년 사이에 전 세계에서 수집한 수천 개의 헛간 올빼미 박물관 표본에 대한 2024년 연구 에서 비슷한 것을 발견했습니다.  연구원들은 시간이 지남에 따라 기후가 더 따뜻하고 건조해진 곳에서는 깃털 색상이 더 밝아졌지만 기온과 강수량이 모두 증가한 곳에서는 더 어두워졌다는 것을 보여주었습니다. "기후 변화가 더 강한 곳에서는 색상의 변화가 더 강했습니다."라고 룰린은 말합니다.

그러나 지구 온난화로 인한 강수 패턴의 변화는  미래의 기온 상승보다 덜 단순 합니다  . 델헤이는 이것이 그가 동물 전체에 걸친 일반적인 추세를 예측한다면 "온도의 영향에 따라 더 가벼워질 것"이라고 말합니다. 곤충과 같은 냉혈 동물은 습도보다 열에 더 강하게 반응할 수도 있지만, 이에 대한 연구는 아직 부족하다고 그는 말합니다.

전반적으로 동물의 색깔 변화는 미묘할 것으로 예상됩니다. 델헤이는 "우리는 종을 알아볼 수 없을 정도로 극적인 변화를 보지 못할 것입니다."라고 말합니다. 그러나 생물학적 관점에서 "그 작은 차이는 종이 살아남을 수 있는지 여부를 의미할 수 있습니다."라고 그는 말합니다. 한편, 색깔을 바꾸어 적응하는 동물은 지구 전체를 불안정하게 만든 인간의 거대한 환경적 발자국을 시각적으로 상기시키는 역할을 할 수 있습니다. "눈으로 기후 변화의 영향을 추적할 수 있습니다."라고 룰린은 말합니다.

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