본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
딱따구리는 왜 나무를 쪼는가? 새의 뇌에 대한 새로운 발견은 흥미로운 질문을 조명한다.
브라운 생물학자가 이끄는 팀은 노래를 부르는 새가 노래를 배우는 데 도움이 되는 같은 특수 뇌 영역이 딱따구리에도 존재한다는 사실을 발견했으며, 의사소통하는 북소리가 비슷한 방식으로 진화했다는 것을 시사했다.
.[2022년 9월21일 = ENN] 딱따구리가 부리로 망치질하는 소리는 친숙한 소리이지만 - 때로는 너무 익숙해서, 딱따구리가 그들의 마당에 거주하게 된 사람들에게는 - 새들이 이런 행동에 참여하도록 하는 메커니즘과 동기는 잘 이해되지 않았다.
지금까지는.
브라운 대학 생물학자가 이끄는 연구팀은 딱따구리의 뇌가 어떻게 작동하는지에 대한 새로운 통찰력을 발견했다.
이 발견은 그들의 북이 성악 학습을 통해 진화했을지도 모른다는 것을 암시하는데, 이것은 노래하는 새들이 그들 자신의 더 선율적인 소리를 내는 법을 배우는 것과 같은 방식이다.
PLOS 생물에 발표된 연구에서 연구원들은 노래로 의사소통하는 새와 해부학적으로 유사한 딱따구리의 전뇌에서 특수 유전자 발현의 증거를 발견한 방법을 설명한다.
연구원들은 새들이 노래를 만들고 목소리를 내는 것과 관련된 운동 제어를 발달시키는 데 도움을 준 것과 같은 뇌 메커니즘이 딱따구리가 그들의 북을 치는 의사소통 체계를 발달시키는 데 도움을 준 것이라고 가설을 세웠다.
이번 발견은 딱따구리뿐만 아니라 일반적으로 조류의 진화에 대해 알려진 것을 확장한다고 브라운 대학의 생태, 진화 및 유기체 생물학 부교수인 매튜 푹스자거(Matthew Fuxjager)는 말했다.
푹스자거는 "처음부터 딱따구리 북을 치는 것에 대해 실제로 알려진 것은 거의 없으며 확실히 아무도 북을 치는 행동에 대한 신경학적 설명을 찾지 못했다."라고 말했다.
"더 넓게 보면, 이 연구에서 정말 흥미로운 것은 인간, 침팬지, 고릴라를 제외한 동물의 몸짓 의사소통을 위한 신경 기반이 처음으로 발견됐다는 것이다."
푹스자거는 동물 의사소통에 관한 연구의 많은 부분이 발성에 초점을 맞추고 있다고 말했다. 예를 들어 개구리가 지저귀거나 새가 지저귀는 것 등이다.
그의 연구에서, 푹스자거는 동물들이 어떻게 몸의 움직임과 몸짓을 사용하여 의사소통하는지 연구합니다. 예를 들어, 펄쩍 뛰거나 손을 흔들거나 의식화된 춤을 추거나 하는 모습이다.
"내 많은 연구는 이러한 움직임 행동들이 어떻게 진화해왔는지, 구체적으로, 어떻게 뇌와 근육이 이러한 유형의 모습을 지원하기 위해 함께 진화했는지에 대해 살펴보았다."라고 그가 말했다.
푹스자거는 딱따구리는 망치질하는 것이 신호의 한 형태이기 때문에 조사 대상에 탁월한 후보라고 말했다. "망치질로 딱따구리는 기본적으로 서로에게 '내 영역에서 나가!'라고 말한다."라고 그는 말했다.
푹스자거는 딱따구리의 뇌가 어떻게 그 행동을 통제하는지 주로 관심이 있었다. 그는 에뮤, 펭귄, 플라밍고, 딱따구리처럼 노래를 부르지 않는 새를 포함하여, 해부학적으로 노래를 제어하는 것과 유사한 뇌 영역을 찾아 다양한 새 종들을 선별한 뉴욕 록펠러 대학의 에리히 자비스(Erich Jarvis)와 팀을 이루었다.
푹스자거는 "저는 드럼을 제어할 뇌 영역에 관심이 있었고 자비스는 노래 제어 영역에 관심이 있었다, "라고 말했다.
공동 저자인 에릭 슈페는 당시 푹스자거의 연구실에서 박사과정을 밟고 있었는데 딱따구리 뇌의 특수 부위가 사실 드럼과 관련이 있는지 알아보기 위해 현장 연구에 참여했다.
연구팀은 실험실에서 7종의 조류에서 같은 유전자 발현 특화의 특징을 찾아냈다. 그들은 딱따구리에게서만 전문화의 증거를 발견했는데, 딱따구리는 해부학적으로 성악 학습을 사용하는 것으로 알려진 새의 노래 체계와 유사한 전뇌 영역을 가진 유일한 비노래 새였다.
따라서 연구자들은 정교한 운동 제어를 위한 고대 전뇌 핵이 소리 학습 새들의 노래 조절 시스템뿐만 아니라 딱따구리의 북소리 시스템도 만들어냈을 것이라는 가설을 세웠다.
북 치는 것의 중요성을 설명하면서 푹스자거는 전 세계적으로 200종 이상의 딱따구리가 있으며 각종은 그들이 무엇을 말하고 누구와 소통하고 싶은지에 따라 변화하는 특정 속도와 리듬으로 북을 친다는 점에 주목했다. "그래서 그들은 조화로운 폭발로 망치질을 하고 있다."라고 그는 말했다.
딱따구리가 이 행동을 잘못하면, 그 종의 다른 딱따구리는 그것을 알아보거나 이해할 수 없을 것입니다. 그들은 메시지를 이해하지 못할 것이다.
그는 "하지만 매개 변수를 맞추면 다른 딱따구리는 드럼을 듣고, 드럼을 치는 딱따구리를 경쟁자로 평가하는 데 사용할 것"이라고 말했다.
“그들은 그들이 전달하고자 하는 바를 이해할 수 있을 것이다. 특수화된 뇌 영역은 새가 특정 방식으로 쪼는 움직임을 제어하는 생리를 조정한다.”
푹스자거는 이러한 발견들이 새들의 음성 의사소통에 특화된 뇌 영역에 대한 이해를 넓힌다고 말했다.
"이를 통해 이러한 특성이 어떻게 발전했는지 다시 생각해 볼 수 있다. 그것은 단지 이러한 특정 종의 새들에게 일어난 일인가, 아니면 일반적으로 새들의 진화 역사에서 더 먼 옛날의 무언가를 암시하는가?“
향후 연구는 이러한 질문들에 더 깊이 파고들 것이라고 그는 말했다.
이 작업에 대한 기금은 국립과학재단(IOS-1947472, OISE-1952542)에서 일부 지원되었다.
다음은 ENN과 BROWN UNIVERSITY 가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.brown.edu/news/2022-09-20/woodpeckers-0
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
