동물의 태양 컴퍼스

Sun compass in animals

많은 동물들태양나침반으로 사용하여 항해할 수 있다. 하늘의 태양의 위치에서 오는 방향 신호는 동물의 내부 시계에서 오는 시간의 표시와 결합된다.

어떤 동물들태양의 위치와 같은 천체 단서들을 이용하여 항해할 수 있다는 증거가 있다. 태양이 하늘에서 움직이는 것이 분명하기 때문에, 이 수단에 의한 항법도 내부 시계를 필요로 한다. 많은 동물들은 그들의 순환 리듬을 유지하기 위해 그러한 시계에 의존한다.[1] 태양나침반 방향을 이용하는 동물들은 물고기, 새, 바다거북, 나비, , 모래톱, 파충류, 개미 등이다.[2]

태양 나침반 방향은 하늘에서 태양의 위치를 방향 안내로 사용하고 있다.[2] 방위각은 동물의 항해를 돕기 위해 태양 나침반 방향과 함께 사용될 수 있다. 태양의 방위각은 관측자로부터 천체의 방향으로서 정의될 수 있는데, 수평선의 북쪽이나 남쪽 지점에서 물체를 통과하는 수직 원이 수평선과 교차하는 지점까지의 각도 거리로 표현된다.

태양 컴퍼스 방향의 목적

샌드호퍼는 태양과 그것의 내부 시계를 사용하여 방향을 결정한다.

태양나침반 방향은 동물들의 일일 가이드로 이용될 수 있지만 바다거북을 포함한 일부의 경우, 그들은 태양을 철새 가이드로 사용한다. 거북이는 매년 특정한 번식지를 찾기 위해 태양의 방위 보상 일정을 이용한다.[3]

샌드호퍼들은 그들의 집이 어디에 있는지 결정하기 위해 매일 태양을 사용한다. 이 실험으로 한 무리의 샌드호퍼들이 6시간의 인공 조명을 받게 되었고, 정상적인 햇빛에 노출되었을 때 그들의 움직임을 감시하게 되었다. 마침내 정상적인 햇빛에 노출되었을 때 모래톱의 방향은 그들의 집에 관해서 그들의 방향이 90도나 어긋났다는 것을 보여주었다. 이 연구는 인공 빛이 태양과의 종 관계를 어떻게 바꿀 수 있는지 그리고 그것이 종들의 기본 방향 능력을 어떻게 버릴 수 있는지를 보여주는 데 도움을 주었다.

높은 고도의 관점에서, 태양 나침반은 동물들에게 정보를 제공할 때 그것의 정밀도를 떨어뜨린다. 쇠똥구리가 태양나침반이나 하늘나침반이 제공하는 방향에 더 잘 반응하는지 알아보기 위한 연구가 실시되었다. 이 연구의 결과는 쇠똥구리가 대부분의 시간 동안 원래의 방향(즉, 태양 나침반)을 사용하며 하늘빛 나침반을 거의 사용하지 않는다는 것을 보여주었다.[5]

물고기 애벌레는 산호초에서 포식자의 안전을 찾는다. 특정 산호초는 유충이 전에 가본 적이 있는 산호초다. 유충은 특정 암초의 냄새, 소리, 방향에 의해 그 지역을 인식할 수 있다. 물고기 애벌레는 암초를 옮기기 위해 암초에서 떠내려가 헤엄친다. 그들은 그들의 도구 중 하나로 태양 나침반을 사용한다. 다른 단서들은 물고기 애벌레에 의해 배우고 기억되는데, 이 애벌레는 그들이 암초로 돌아갈 수 있게 한다. 또한 어유충이 어리고 위치를 외워서 제2의 자연이 될 수 있을 때 학습과정이 이루어진다는 결론을 내렸다. 이것은 물고기 애벌레가 각각의 암초로 돌아가도록 도와주는 유용한 도구다.[6]

사막 개미들은 태양 나침반을 그들의 특정한 목적지까지의 도보 거리에 대한 기준으로 사용한다. 개미는 벌과 마찬가지로 태양이 지구 주위를 움직이고 회전할 때 매일의 움직임을 보상한다. 그들은 이미 밖으로 나간 다른 개미들과 의사소통을 하며 가야 할 방향을 기준으로 방향을 정한다. 태양나침반 외에도 개미와 같은 곤충들은 태양의 방위각 위치라는 도구를 사용한다. 이것들은 개미들이 결정하여 다른 개미들이 의사소통할 때 전달되는 추가적인 단서들이다.[7]

태양나침반 방향 분석 연구

샌드호퍼(Talitrus saltator, 일명 모래벼룩이라고도 함)는 해변에 서식하는 작은 새우 모양의 갑각류 동물이다. 해변을 벗어나면 그들은 쉽게 바다로 내려가는 길을 발견한다. 로클리가 설명한 실험은 이것이 단순히 내리막길이나 바다의 광경이나 소리를 향해 나아가는 것이 아니라는 것을 보여주었다. 한 무리의 샌드호퍼들이 인공 조명을 받으며 주간/야간 사이클에 적응했고, 자연 사이클과 12시간 상상을 벗어날 때까지 점차 타이밍이 바뀌었다. 그리고 나서, 모래 호퍼들은 자연 햇빛에 해변에 놓였다. 그들은 올바른 방향에서 바닷가로 약 180° 이동했다. 그 실험은 샌드호퍼들이 태양과 내부 시계를 이용해 그들의 방향을 결정하며, 그들이 그들의 특정한 해변의 바다까지의 실제 방향을 배웠다는 것을 암시했다.[8]

록슬리가 맨크스 전단보충제(퍼피너스 퍼피누스)를 실험한 결과 (스코크홀름에 있는) 둥지에서 멀리 떨어진 '맑은 하늘 아래'를 방류할 때 바닷새들이 먼저 방향을 잡은 뒤 '스코크홀름 직선으로 떠나라'는 등 여정이 빨라졌다. 예를 들어, 보스턴 공항에서 풀려난 새들 중 한 마리가 12일 후 스코홀름에 도착했다; 록리는 만약 새들이 하루에 12시간 동안 날았다면, 시속 20마일의 정상 속도로 여행했을 것이므로, 직선 코스에서 크게 이탈하거나 목적지를 무작위로 탐색할 수 없었을 것이라고 계산했다. 그 새들은 직행하는 자가 바다나 육지로 그 새들을 데려갔든 상관없이 이렇게 행동했다. 그러나 석방 당시 하늘이 흐린다면, 전단지는 "잃어버린 듯" 원을 그리며 날아다니다가 천천히 혹은 전혀 그렇지 않게 되돌아왔다. 따라서 록리는 "해방 순간에는 낮에는 태양이 보이고 밤에는 별이 보인다"는 것이 새들에게 필수적이라고 결론지었다. 로클리는 새들이 목적지에 비해 자신들의 위치를 어떻게 알고 있는지 이해한다고 주장하지 않고, 단지 그들이 마치 그것을 알고 있는 것처럼 행동한다는 것을 관찰했을 뿐이다.[9]

연구는 군주 나비들캐나다에서 멕시코로 남하하는 가을 이동을 지도하기 위해 태양을 나침반으로 사용한다는 것을 보여주었다. 이주하는 나비들은 잡혔고 12시간의 빛과 12시간의 어둠의 주기 동안 잡혔다. 한 그룹은 매일 오전 7시에, 다른 그룹은 오전 1시에 6시간 일찍 시작했다. 군주들은 며칠 동안 감금되었다가 자연적인 일광 조건 하에서 비행 철창에 갇힌 채 풀려났다. 이를 통해 시험장에 가둔 채 가고 싶은 방향으로 비행할 수 있었다. 생체시계를 자연낙하주기(오전 7시에 조명이 켜짐)로 맞춘 나비는 남서쪽으로 날아가려 했고, 6시간 일찍 시계가 옮겨진 나비는 왼쪽으로 90도 방향을 잡았다.[2]

새의 보상 메커니즘을 태양 방위각의 진정한 변화에 매우 잘 조율하는 능력은 사전 프로그램된 학습의 각 과정이 진정한 태양 방위각 곡선을 매우 가깝게 반영하는 태양 방위각/시간/방향 함수를 생성한다는 것을 시사한다. 그것은 새들이 태양의 방향을 다소 짧은 간격으로 기록하고 이 정보와 함께 제 시간에 그들의 기억 속에 저장한다는 것을 암시한다. 비둘기들에게 태양 나침반 방향을 실험한 연구는 동물들이 내부 시계로 태양의 움직임을 보상해야 한다는 것을 보여주었다. 태양의 방위각은 그렇게 하는데 중요한 역할을 한다. 방위각은 새들이 하루의 시간을 말할 수 있게 하고, 궁극적으로 이동이나 가능한 식량 공급원과 같은 이유로 어느 방향으로 가야 할지 결정하게 한다.[10][11]

메커니즘

어떤 동물들에게 태양은 항해의 도구로 사용되는 시각적 자극의 한 형태다. 새와 벌에서 볼 수 있듯이, 이 동물은 태양과 낮 시간과 관련하여 일정한 각도로 몸의 방향을 잡을 것이다. 이러한 외부 자극은 뇌의 일부를 활성화시킨다(항법에 필요하며 유기체가 태양에 대한 방향을 조정할 수 있게 한다). 즉, 태양이 하늘에 낮게 떠 있는 아침에 둥지를 떠나 알려진 방향으로 향할 계획을 세운다면, 그 동물은 태양과 관련된 위치의 태양을 가지고 일정한 방향으로 이동하게 된다(예를 들어, 서쪽으로 여행하는 동안 태양이 동물의 오른쪽에 있을 수 있다). 이러한 형태의 항법은 자극을 관찰하고 그에 따라 행동하는 것만큼 간단하지 않다. 연구는 동물들이 시간 이동 동안에 태양이 어디에 있는지 결정하고 그들이 이동해야 할 방향을 계산하기 위해 그림자의 길이와 방향과 같은 다른"트릭"을 사용할 수 있다는 것을 보여주었다. 예를 들어, 암의 트로피컬 위에서는 태양이 항상 절정(가장 높은 지점)에 남쪽에 있을 것이기 때문에 짧은 그림자가 북쪽을 가리킬 것이다.[12] 동물들은 정상적인 항해를 하거나 이동하기 위해 자기 방향이나 랜드마크와 같은 몇 가지 유형의 항법 기술을 레퍼토리에 통합하는 경향이 있다.

동물들이 컴퍼스 방향을 위해 태양을 사용할 때, 그들은 내부 시계의 도움으로 태양의 겉보기 움직임을 보상해야 한다. 동물들은 태양 방위각을 내부 시계가 제공하는 하루의 시간 및 자기 나침반이 제공하는 기준 방향과 연관시킨다.[10]

참조

  1. ^ J.C. 던랩; 로로스, J.; 드코시, P.J. (2003) 연대기 생물학: 생물학적 시간 기록. 시나워, 선덜랜드.
  2. ^ Jump up to: a b c Alcock, John (2009). Animal Behavior: An Evolutionary Approach. Sinauer Associates. pp. 140–143. ISBN 978-0-87893-225-2.
  3. ^ Mott, Cody R. (2011). "Sun Compass Orientation by Juvenile Green Sea Turtles (Chelonia mydas)" (PDF). Chelonian Conservation and Biology. 10: 73–81. doi:10.2744/CCB-0888.1. S2CID 3910459. Archived from the original (PDF) on 10 December 2015. Retrieved 9 December 2015.
  4. ^ Ugolini, Alberto (December 2007). "Locomotor activity rhythm and sun compass orientation in the sandhopper Talitrus saltator are related". Journal of Comparative Physiology A. 193 (12): 1259–1263. doi:10.1007/s00359-007-0277-z. PMID 17994240. S2CID 13415929.
  5. ^ Dacke, M. (6 January 2014). "The role of the sun in the celestial compass of dung beetles". Philosophical Transactions of the Royal Society B. 369 (1636): 20130036. doi:10.1098/rstb.2013.0036. PMC 3886324. PMID 24395963.
  6. ^ Mouritsen, Henrik (26 June 2013). "Sun Compass Orientation Helps Coral Reef Fish Larvae Return to Their Natal Reef". PLOS ONE. 8 (6): e66039. Bibcode:2013PLoSO...866039M. doi:10.1371/journal.pone.0066039. PMC 3694079. PMID 23840396.
  7. ^ Lebhardt, F. (15 Dec 2012). "Interactions of the polarization and the sun compass in path integration of desert ants". Journal of Comparative Physiology A. 200 (8): 711–20. doi:10.1007/s00359-013-0871-1. PMID 24337416. S2CID 743450.
  8. ^ 록리, 1967쪽 74쪽
  9. ^ Lockley, Ronald M. (1942). Shearwaters. J. M. Dent. pp. 114–117.
  10. ^ Jump up to: a b Wiltschko, Roswitha (10 February 2000). "Sun-Compass Orientation in Homing Pigeons: Compensation for Different Rates of Change in Azimuth?" (PDF). The Journal of Experimental Biology. 203 (Pt 5): 889–94. PMID 10667971. Retrieved 9 December 2015.
  11. ^ Guilford, Tim (2014). "Results of experiment". Animal Behaviour. 97: 135–143. doi:10.1016/j.anbehav.2014.09.005. PMC 4222775. PMID 25389374.
  12. ^ Guilford, Tim (2 October 2014). "The sun compass revisited". Animal Behaviour Research Group. 97: 135–143. doi:10.1016/j.anbehav.2014.09.005. PMC 4222775. PMID 25389374.