기본 콘텐츠로 건너뛰기

뇌가 클수록 개체수는 적어진다?



 (A Barbary macaque (Macaca sylvanus) in Gibraltar. Credit: Manuela Gonzalez-Suarez/University of Reading)



 사람을 포함한 동물은 살아가는데 필요한 기본적인 공간이 있습니다. 예를 들어 사자 같은 최상위 포식자 동물은 많은 먹이를 필요로 하기 때문에 그만큼 넓은 영역이 필요한 반면 토끼처럼 작은 초식 동물은 비교적 작은 면적에서도 생존에 필요한 풀을 찾을 수 있습니다. 그런 만큼 작은 동물일수록 초식 동물처럼 먹이 피라미드에서 낮은 그룹에 위치할수록 생존을 위해 필요한 영역이 작고 개체수가 많아질 수 있습니다. 



 그런데 사실 면적당 개체수 혹은 밀도에 영향을 주는 인자는 단지 크기와 생태학적 지위만이 아닙니다. 리딩 대학 (University of Reading)의 연구자들이 이끈 국제 과학자팀은 뇌의 크기와 개체수 밀도의 상관 관계를 연구했습니다. 뇌는 포유류에서 가장 많은 에너지를 소모하는 장기로 에너지 요구량에 큰 영향을 미치기 때문입니다. 



 쥐, 원숭이, 캥거루, 여우 등 헤엄치거나 날아다니지 않는 656종의 지상 포유류를 대상으로 한 연구에서 연구팀은 뇌의 크기가 비슷한 동물 사이에서 밀도에 매우 큰 영향을 미친다는 사실을 확인했습니다. 예를 들어 몸무게 11kg에 뇌무게 95g인 바르바리 마카크 원숭이 (Barbary macaque)의 개체수 밀도는 제곱 킬로미터당 36마리로 몸무게는 비슷하지만 뇌무게는 123g인 큰긴팔원숭이 (siamang)보다 세 배나 높습니다. 



 물론 예외적인 경우도 있는데, 가장 두드러진 예외는 쉽게 예상할 수 있듯이 사람입니다. 사람은 막대한 자원을 자신을 위해 사용할 수 있는 높은 지능과 사회성을 지니고 있어 매우 예외적인 경우가 됐습니다. 하지만 인간처럼 높은 지능과 주변 환경을 자신에 맞게 바꿀 수 있는 능력이 없는 일반적인 포유류의 경우 뇌를 키운다는 것은 상당한 비용을 지불하는 것입니다. 



 이런 사실을 생각해보면 모든 포유류가 인간처럼 머리가 좋아지지 않는 이유도 짐작할 수 있습니다. 머리가 좋아지는 대신 개체수가 적어지면 자손을 남기는데 불리해집니다. 다만 지능이 여러 가지 도구를 다룰 수 있을 정도로 좋아지는 순간을 넘어가면 반대의 상황이 생길 것입니다. 도구를 통해 더 많은 먹이를 구할 수 있기 때문에 증가한 에너지 비용을 상쇄하고도 남는 것이죠. 아마도 인간이 유별나게 지능이 높아진 것은 이 분야에 특화되었기 때문이 아닐까 생각합니다. 




 참고 



Manuela González‐Suárez et al, The role of brain size on mammalian population densities, Journal of Animal Ecology (2020). DOI: 10.1111/1365-2656.13397


 https://phys.org/news/2020-12-survival-thickest-big-brains-mammal.html




댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...