작아도 많으면 보인다? 박쥐의 초음파 탐지 기술

(The mesh model of the mosquito used in the simulations. Credit: Mor Taub.)

 박쥐가 모기 같은 작은 곤충이라도 여러 마리가 모여 있으면 초음파로 감지가 가능하다는 연구가 나왔습니다. 박쥐는 초음파를 통한 반향정위 (echolocation)을 통해 칠흙 같은 어둠 속에서도 하늘을 나는 곤충을 잡을 수 있습니다. 이 방법을 통해 박쥐는 새와의 경쟁을 피하고 성공적으로 하늘 생활에 적응한 포유류가 됐습니다. 하지만 음파는 빛에 비해 해상도나 직진성이 떨어져서 작고 멀리 있는 물체일수록 확인이 어렵습니다. 그러나 과학자들은 박쥐가 멀리 있는 곤충 무리를 행해 날아와 사냥하는 모습을 관찰했습니다. 

 이것이 가능한 이유를 알기 위해 이스라엘 텔 아비브 대학의 아르잔 분만(Arjan Boonman of Tel-Aviv University)과 그 동료들은 실제 박쥐의 초음파 신호 데이터를 3D 컴퓨터 시뮬레이션에 넣어 모기 같은 작은 곤충을 감지하는 능력을 테스트했습니다. 그 결과 어군 탐지기처럼 박쥐의 초음파 반향정위도 무리 지은 곤충떼를 감지 하는 능력이 탁월한 것으로 나타났습니다. 

 생각해보면 당연한 이야기일수 있지만, 연구팀은 이번 연구에서 Quasi Constant Frequency (QCF)라는 새로운 초음파 신호 패턴을 확인했습니다. QCF는 하나 이상의 표적 이동을 확인하는데 유용한 특징을 지닌 것으로 생각됩니다. 다만 더 상세한 데이터를 모으기 위해서는 야생 박쥐를 대상으로 한 필드 연구가 필요할 것으로 보입니다. 

 수천만년 간 진화한 박쥐의 초음파 반향정위 감지 능력은 과학자들에게 경탄의 대상인 동시에 아직도 모르는 부분이 많은 미지의 영역입니다. 그리고 이 초음파를 피하기 위한 곤충들의 진화 역시 마찬가지입니다. 앞으로도 계속해서 이 분야에서 새로운 연구 결과가 나올 것으로 기대합니다. 

 참고 

Arjan Boonman et al, The benefits of insect-swarm hunting to echolocating bats, and its influence on the evolution of bat echolocation signals, PLOS Computational Biology (2019). DOI: 10.1371/journal.pcbi.1006873

https://phys.org/news/2019-12-tiny-insects-visible-swarm.html