과연 1위는?
이 행성에는 감각적인 초능력을 가진 몇몇 동물들이 있다. 바로 반향 정위다! 이 행운의 생물들은 반향 위치를 이용하여 어둠 속에서도 소리만으로 주변을 사냥하고 지도를 그린다. 동물들은 종종 자연의 음파 탐지 시스템으로 묘사되는 몇 가지 반향 위치 측정 방법을 사용한다. 그리고 이 기술은 매우 정밀해서 바쁜 서식지를 탐색하고 가장 작은 먹이도 식별할 수 있다. 하지만 반향정위는 정확히 무엇이고, 어떻게 작동할까?
이 갤러리에서 소리로 살아가고 번성하는 야생동물을 발견해보자.
마다가스카르 섬이 원산지인 텐렉은 주로 촉각과 후각을 사용하여 의사소통을 한다. 그러나 두더지와 땃쥐의 가까운 이 친척은 반향정위를 위해 짹짹거리는 소리를 사용하는 것으로 알려져 있다.
반향정위는 자연적으로 내장된 생물학적 음파 탐지기술이다. 그것은 몇몇 동물들이 길을 찾고, 사냥하고, 다른 종을 식별하고, 장애물을 피하기 위해 사용하는 독특한 청각 도구이다.
놀랍게도, 반향정위 소리가 너무 커서 돌고래와 고래의 귀는 스스로를 보호한다. 사진은 최대 65kHz의 반향 위치 클릭이 가능하고 200m를 이동할 수 있는 스피너 돌고래다.
박쥐 종의 90% 이상이 반향정위를 사용하는 것으로 간주된다. 그들은 밤에 빠르게 날아가는 먹이를 쫓기 위해 내장된 음파 탐지기를 사용한다. 사진은 큰 말발굽박쥐의 사냥 모습이다.
새의 반향정위는 극히 드물다. 하지만 바이소너를 사용하는 새들도 있다. 그러한 종들 중 하나는 남아메리카의 기름새이다. 구아차로(Guacharo)로도 알려져 있으며, 서식지의 어두운 동굴 환경을 탐색하기 위해 기본적인 반향정위 능력을 사용한다.
동굴에 사는 또 다른 새인 스위프트렛은 특수한 발성 기관을 사용하여 반향정위를 위해 한 번의 클릭과 두 번의 클릭을 모두 생성한다. 반향정위를 하는 것으로 알려진 스위프트렛은 약 16종이 있다. 사진은 히말라야 스위프트렛이다.
대부분의 박쥐들은 울음소리의 형태로 음파를 만들어낸다. 그들은 인간의 청각 범위 이상의 소리를 내는데 후두 근육을 수축시킴으로써 이것을 한다. 사진은 물 위에서 곤충을 잡는 도벤톤의 박쥐다.
잎코박쥐는 크고 복잡하게 접힌 코를 통해 반향정위 소리를 낸다는 점에서 다르다.
벨루가 고래는 아주 활발한 발성을 가지고 있다. 그들 발성의 빈도와 반복은 그들에게 "바다의 카나리아"라는 별명을 얻도록 했다. 벨루가는 그들이 수영하고 있는 지역의 주변 소음의 양에 따라 반향 위치 신호의 주파수를 바꾼다.
이빨고래들은 등쪽 가시라고 불리는 특수한 기관을 통해 반향정위를 형성하는데, 이 기관은 머리 꼭대기에 위치하며, 분수공 근처에 위치한다. 향유고래는 심해로 잠수하는 동안 0.5초에서 2.0초 사이의 빠른 간격으로 10kHz에서 30kHz의 주파수 범위 내에서 딸깍 소리를 낸다.
범고래 또는 킬러고래는 휘파람, 딸깍 소리, 맥박이 뛰는 소리, 저주파 소리, 그리고 턱을 부딪히는 소리와 같은 불협화음을 만들어낸다. 이러한 울음소리의 대부분은 특히 사냥을 할 때 집단 인식과 행동 조정으로 기능한다. 그들의 반향 위치는 20 kHz에서 30 kHz 사이의 저주파로 딸깍 소리를 낸다. 고주파는 40kHz에서 60kHz 사이에서 피크를 나타낸다.
아마존 강 돌고래들은 음파 탐지기를 특히 유용하게 사용하며, 종종 계절적 홍수로 인해 만들어진 나무 가지와 다른 잔해를 피해 항해하기 위해 반향 위치를 사용한다.
대부분 박쥐의 초음파 위치는 인간의 청각 범위 밖에서 발생한다. 인간은 나이에 따라 20Hz에서 15-20kHz까지 들을 수 있다. 주파수는 초당 사이클 수를 나타내는 단위 헤르츠(Hz)로 측정된다. 1,000헤르츠를 킬로헤르츠(kHz)라고 한다. 박쥐의 울음소리는 9kHz에서 200kHz까지 다양하며, 큰갈색박쥐(사진)와 같은 종들은 뚜렷한 가장자리가 있는 날개를 가지고 있다.
대서양 점박이돌고래를 포함한 대부분의 돌고래들은 40~50kHz의 낮은 주파수로 통신을 시작하지만 반향정위를 하는 동안 100~130kHz의 훨씬 높은 주파수 신호를 방출한다.
일반 돌고래와 외모는 비슷하지만 이 돌고래는 사실 구갈과 벨루가와 더 밀접한 관련이 있다. 이 포유류들은 또한 약 130 kHz의 높은 주파수를 가지고 있다. 사진은 국제자연보전연맹(IUCN)이 멸종위기종으로 분류한 양쯔강의 무지느러미 돌고래다.
겨울잠쥐는 초음파 반향정위를 사용하는 것으로 알려진 유일한 나무타기 포유류이다. 예를 들어, 베트남 피그미겨울잠쥐는 박쥐와 돌고래와 같은 반향정위를 하는 것과 같은 생물학적 음파 탐지기를 발달시켰다. 사진은 정원겨울잠쥐다.
한편, 땃쥐는 주변 환경을 반향하기 위해 높은 음조의 짹짹거리는 소리를 사용하는 것이 발견되었다. 이것은 일부 과학자들에 의해 "에코 방향성" 또는 "에코 네비게이션"으로 묘사되었다.
마다가스카르 고유의 여우원숭이의 일종인 아이아이는 세계에서 가장 큰 야행성 영장류이다. 이것은 반향정위를 위해 박쥐 같은 귀를 사용한다.
"바다의 유니콘"으로 알려진 일각고래는 지구상의 어떤 동물보다도 강력한 방향 음파 탐지기를 가지고 있다. 일각고래는 종종 어둡고 얼어붙은 환경인 북극 바다에서 일년 내내 산다. 공기를 얻기 위해 자주 표면에 떠오르려면, 고래는 공기를 빠르게 들이마시기 위해 얼음 속의 작은 구멍과 갈라진 틈을 정확하게 찾아내야 한다.
이 동물들은 물체의 거리와 크기에 대한 정보를 제공하는 메아리를 식별하면서 물체에서 튕겨 나오는 고주파 맥박을 방출한다. 음파는 또한 그들이 볼 수 없을 때도 항해할 수 있도록 도와준다.
아직 과학적으로 증명되지는 않았지만, 겸손한 고슴도치는 반향정위를 할지도 모른다. 이 동물은 확실히 의사소통을 위해 초음파 휘파람을 사용하며, 훌륭한 청력을 가지고 있다.
박쥐는 서식지, 특히 다른 동물의 울음소리가 들리는 숲과 같은 시끄러운 환경에서 이동하기 위해 반향정위를 한다. 사진은 인도네시아 코모도 국립공원 상공에 무리를 짓고 있는 과일 박쥐 모습이다.
박쥐의 귀는 특히 그들의 울음소리가 반향을 일으킬 때 그들 자신의 울음소리를 인식하도록 설계되어 있다. 어떤 종은 들어오는 신호를 정확하게 포착하기 위해 귀 모양을 빠르게 바꿀 수도 있다. 갈색긴귀박쥐(사진)는 청각만으로 먹이를 사냥할 수 있다.
반향정위를 이용하여 돌고래들은 축구공 길이 정도의 작은 사과 크기의 물체를 감지할 수 있다. 그리고 매우 영리하게도 돌고래들은 머리를 움직여 물고기의 다른 부분을 향해 소리 빔을 겨누어 종을 구별한다.
돌고래들은 초음파를 멜론이라고 불리는 그들의 머리 앞부분에 있는 지방 구조로 몰아낸다. 차례로, 이것들은 먹이와 다른 물체에서 튕겨져 나오는 물 속의 진동을 효율적으로 전달한다. 이런 식으로 포유류는 특정한 목표물을 선택하고 다양한 거리에 걸쳐 추적할 수 있다.
음향이 공기보다 5배 가까이 빠르게 전달되는 바다보다 반향정위가 전략적이며 논리적으로 사용되는 곳은 없다.
가장 작은 고래류인 항구 돌고래는 매우 높은 주파수의 바이소너로 무장되어 있는데, 이것은 반향정위를 하는 동안 그들이 투사하는 음파 빔이 훨씬 더 작은 물체로부터 메아리를 격리시킬 만큼 충분히 좁다는 것을 의미한다.
그렇다. 우리 인간도 반향정위를 사용할 수 있다. 반향정위를 하는 대부분의 인간들은 시각장애인이며 그들의 일상적인 활동을 하기 위해 이 기술을 사용한다. 시각장애인들은 반향정위를 하기 위해 짧고 빠른 지팡이를 사용하는 경우가 많다. 사실 반향정위는 소리를 통해 금속과 같은 질감을 구별할 수 있을 정도로 정밀하다.
출처: (Scientific American) (ScienceDaily) (IUCN) (Smithsonian Magazine) (Science)
동물들은 반향정위를 어떻게 사용할까?
자연 고유의 음파 소리 내기
라이프 스타일 동물의 왕국
이 행성에는 감각적인 초능력을 가진 몇몇 동물들이 있다. 바로 반향 정위다! 이 행운의 생물들은 반향 위치를 이용하여 어둠 속에서도 소리만으로 주변을 사냥하고 지도를 그린다. 동물들은 종종 자연의 음파 탐지 시스템으로 묘사되는 몇 가지 반향 위치 측정 방법을 사용한다. 그리고 이 기술은 매우 정밀해서 바쁜 서식지를 탐색하고 가장 작은 먹이도 식별할 수 있다. 하지만 반향정위는 정확히 무엇이고, 어떻게 작동할까?
이 갤러리에서 소리로 살아가고 번성하는 야생동물을 발견해보자.