나비 암컷들이 배우자를 선택할 때 크기가 아닌 섬광을 이용한다
2005/06/29

크기는 중요하지 않다. 적어도 수컷 나비의 날개에 있는 눈 모양(eyespot)의 크기는 암컷 나비들이 미래 배우자를 고려하는데 있어서 그러하다. 반면, 암컷들은 눈 모양의 중앙에 있는 흰색 원들의 눈꼴모양(pupil)의 자외선 반사력으로 생기는 섬광에 이끌리게 된다고 버팔로 대학 생물학자들은 주장한다. 이 연구는 Proceedings of the Royal Society B 생물학 분야에 게재되었으며, 더 큰 눈 모양을 암컷 나비들이 선호할 것이라는 기존의 연구들을 반박하는 결과를 도출한 것이다. 이 연구의 목적은 아프리카나비(Bicyclus anynana)에 있는 나비 날개 패턴들에 숨겨진 진화적인 원인들 중 일부를 탐구하기 위함이었다.

이 연구 결과들은 역동적인 색과 물리적인 특성이 종종 성 선택에 있어서 중요한 자연 환경에서는 놀라운 사실을 보여주는 것이라고 이들 연구자들은 주장한다. “이 연구는 이러한 조그만 패턴 요소가 실제로 암컷 선택에 있어서 중요하다는 것을 보여주는 최초의 연구들 중 하나다.”고 본 연구를 공동으로 수행한 버팔로대학 생물학과 조교수인 Antonia Monteiro 박사는 설명했다. “우리는 항상 성 선택을 결정하는 것으로서 크거나 화려한 어떤 것이 중요할 것이라고 여겨왔다.”고 최근에 버팔로기술과학대 생물학과에서 석사학위를 받은 Kendra Robertson 연구원은 말했다.

날개의 아랫쪽과 윗쪽을 조심스럽게 통제한 일련의 연구들에서 Robertson은 수컷들의 눈 모양의 크기와 패턴에 있어서 수십 개의 미세한 변화를 만든 후, 어떻게 이러한 변화들이 암컷의 교미 결정에 영향을 미치는지를 연구했다. “인위적인 선택을 통해 이러한 날개 패턴들의 크기, 색깔 구성 그리고 모양을 변화시키는 것은 매우 쉬운 일이다. 하지만 제기되는 문제는 ‘왜 이들 개체군들이 변화되지 않은 채 남아 있는 것일까?’ 자연계에 존재하는 어떤 종에서는 이러한 패턴들을 시간이 흘러도 일정하게 유지시켜 주는 힘은 무엇일까?”라고 Monteiro 교수는 말했다.

연구 대상이 된 나비 종에서는 암컷들이 교미할 지의 여부에 대한 최종 결정권을 갖고 있다. 버팔로대학 연구자들은 조심스럽게 날개들에 페인팅을 해서 또는 각기 다른 크기와 색을 보여주는 수컷들을 쌍을 지어 날개 패턴의 요소들을 변화시켰다. 그리고 나서 연구자들은 날개 크기, 눈 모양의 크기, 날개에 있는 눈 모양들의 수, 눈 모양의 색깔 그리고 그것의 반사정도에 따른 암컷의 선호성을 조사했다.

“일단 우리가 중요한 것으로 보이는 어떤 특질을 알게 되면, 이러한 사실을 증명해보이기 위해 그것을 과장해 보거나 축소시켜 보았다.”고 Monteiro 교수는 말한다. 아랫면에 변화를 준 어떤 변이들도 그 암컷들의 교미 결정에 영향을 미치지 않는 것으로 보여, 연구자들은 날개의 아랫면은 결정을 함에 있어 중요한 역할을 하지 않는다는 결론을 내리게 되었다고 한다. 하지만 연구자들이 위쪽에 있는 흰색 눈 모양을 검은색 페인트로 칠해서 그 눈꼴 모양을 없애면, 이들 수컷들은 2:1 정도의 비율로 암컷들에게 훨씬 더 적은 선호성을 보였다. 이것은 분명 암컷들이 날개 상의 눈꼴 모양에 더 선호성을 보인다는 것을 말해 준다.

하지만, 원래 갖고 있는 눈 모양의 직경에 비해 약 2배 가량 큰 흰색 눈꼴 모양 역시 암컷들에게는 중요하지 않은 것으로 보였는데, 이러한 사실은 대략 0.5 mm 정도의 크기를 갖는 눈꼴 모양과 같이 오히려 좁고 명확하게 특징화된 것에 암컷들이 더 강하게 반응한다는 것을 보여준다. 가장 확정적인 결과들은 이 연구자들이 위쪽에 있는 수컷의 눈 모양에 있는 흰색 눈꼴을 그것의 색상은 흰색으로 그대로 유지하지만 자외선 반사를 없애버리는 식물 추출물인 루틴으로 페인팅해서 얻어졌다. “나비들이 볼 수 있는 자외선 반사가 전혀 없으면, 암컷들은 강한 거부감을 보였다. 자외선 반사가 없는 수컷을 선별하는 정도는 눈꼴 모양이 없는 것만큼 강했다.”고 Monteiro 교수는 설명했다.

이런 현상에 대한 원인들은 복잡하겠지만, Robertson은 자외선 반사가 교미를 유기하는 일련의 과정에서 섬광자극(photic stimulation)으로 알려진 일종의 섬광 효과를 나타내는 데 있어서 중요할 수 있다고 부연했다. “수컷이 암컷에 접근할 때 수컷은 암컷이 자신의 눈꼴 모양을 볼 수 있도록 하기 위해 날개를 펼치고 닫는 행동을 빨리 연속적으로 해보인다. 우리 연구자들은 수컷들이 이렇게 날개를 퍼덕이는 목적은 암컷 안테나로 페로몬을 확산시키는 것과 그들을 시각적으로 자극하기 위한 2가지 목적일 것이라고 생각한다. 그 암컷은 이렇게 빨리 날개를 퍼덕이는 것에 매우 민감한 반응을 하는 것으로 보이는데, 아마도 이것이 암컷들에게는 플래시 라이트와 같은 효과를 가져올 수 있다”고 그녀는 설명했다.

Robertson은 이러한 결론은 이와 같은 특이한 나비 종들에게만 해당할 수 있는데, 다른 근연 나비 종들은 청색 또는 보라색 형태의 날개 패턴에 훨씬 더 넓은 자외선 반사대를 가지고 있다고 부연했다. “우리들의 가설은 이들 나비들이 또한 성 선택 목적도 가지고 있다고 보지만, 아직도 이 종에서 상대적으로 더 작은 눈꼴 모양에 어떤 암컷이 더 선호성을 보이는 것에서부터 이들의 다른 종들에 있는 훨씬 더 큰 자외선 반사 패턴들에 대한 암컷들의 선호성에 이르기까지, 도대체 어떤 요인이 이러한 변화를 가져오게 하는지에 대해 알고 있지 못한 실정이다”고 Monteiro 박사는 연구의 어려움을 설명했다.

Monteiro 교수는 다음 연구 단계는 수컷 교미 선택에 있어 눈 모양의 역할을 구명하는 것이다고 말한다. 왜냐하면 암컷들 역시 이것들을 가지고 있고 실제로 이러한 눈 모양들을 관찰할 기회를 갖는 것이 암컷인지 아니면 수컷인지 아직 명확하지 않기 때문이다. 암컷 나비들은 대개 쉬고 있을 때는 이들 모양을 숨기고 있다. 본 연구에 투여된 연구비는 국립과학재단이 지원한 것이다.