초음파로 의사 소통을 하는 웨들바다표범 (Weddell seal)

 

(Two Weddell seals relax atop the sea ice at McMurdo Sound, Antarctica. A University of Oregon-led research team has discovered that Weddell seals produce nine types of vocalizations at sound frequencies that are inaudible to humans. Credit: Elliott Devries)

(University of Oregon evolutionary biologist Paul Cziko looks over the underwater camera during a dive at the National Science Foundation-funded McMurdo Oceanographic Observatory. The observatory, completed in 2017, is located 21 meters below the sea ice cover at McMurdo Sound, Antarctica, 850 miles from the South Pole. Credit: Henry Kaiser)

 음파는 공기보다 물속에서 더 잘 전파됩니다. 따라서 발성 기관을 가지고 잠수한 포유류 중 일부는 초음파를 포함한 다양한 주파수의 음파를 사용해서 서로 의사 소통을 하거나 반향정위 (echolocation)로 먹이를 찾을 수 있게 진화했습니다. 고래와 돌고래의 경우가 가장 잘 알려져 있지만, 사실 물속에서 초음파를 사용하는 포유류는 이들만이 아닙니다. 식육목에 속하는 해양 포유류 중에도 이런 사례가 있습니다. 

 

 물범과에 속하는 웨들바다표범 (Weddell seals (Leptonychotes weddelii)) 역시 음파를 이용해서 개체 간 의사 소통을 한다고 알려져 있습니다. 남극에 서식하는 웨들바다표범은 몸길이 2.5-3.5m, 몸무게 400-600kg의 대형 해양 포유류로 수심 600m 이상 깊은 바다에서 사냥한다고 알려져 있습니다. 그런 만큼 어두운 심해에서 서로에게 음파를 이용해서 신호를 전달하는 것이 효과적입니다. 

 오레곤 대학의 폴 치코 교수(Paul Cziko, a visiting research professor in the UO's Institute of Ecology and Evolution)가 이끄는 연구팀은 웨들바다표범이 다양한 초음파 주파수를 사용한다는 사실을 추가로 밝혀냈습니다. 

 연구팀은 남극 맥머도 해양 관측소(McMurdo Oceanographic Observatory)에서 2017년부터 2년에 걸쳐 웨들바다표범이 상당히 높은 주파수를 사용한다는 사실을 확인했습니다. 웨들바다표범은 21kHz 이상의 6가지 음성 신호와 30kHz 이상의 두 가지 음성 신호를 섞어서 사용했습니다. 가장 높은 주파수의 경우 44.2 kHz까지 도달하는 것과 아예 49.8 kHz부터 시작하는 것이 있었습니다. 오버튠이 이뤄지는 경우 200kHz까지 도달하는 것도 관측할 수 있었습니다. 

 여기서 더 궁금한 부분은 혹시 웨들바다표범도 초음파를 이용한 반향정위를 사용하느냐는 것입니다. 연구팀은 그런 증거는 찾지 못했습니다. 어쩌면 미약한 반향정위를 느낄 가능성도 있지만, 물속에서 진화한 시간이 돌고래보다 늦기 때문에 반향정위를 정교하게 진화시키지 못한 것일 수도 있습니다. 이 부분은 더 연구가 필요합니다. 

 이런 연구 결과를 보면 문득 드는 생각이 중생대 해양 파충류인 어룡, 수장룡, 모사사우루스도 초음파를 사용하지 않았을까 하는 것입니다. 웨들바다표범 역시 수렴진화의 형태로 독자적으로 능력을 획득한 만큼 이들 역시 비슷한 능력을 진화시키지 않았을지 궁금합니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2020-12-antarctica-ice-weddell-ultrasonic-vocalizations.html

Paul A. Cziko et al, Weddell seals produce ultrasonic vocalizations, The Journal of the Acoustical Society of America (2020). DOI: 10.1121/10.0002867