동물의 정보교환(1)

정보교환은 다른 동물들과의 활동에 영향을 미치는 행동이다. 이것은 다른 동물들에 의해 인식될 수 있고 그들에게 정보를 전달하고 있는 표현이나 신호로 구성되어 있다. 자연선택은 정보전달이 송신자와 수신자 모두에게 이로울 경우 표현이나 신호를 의사 전달계에 형상화시킨다. 따라서 정보와 의사전달의 궁극적인 원인은 각 개체에게 선택적인 이점을 준다는 것이다. 예를 들어, 수컷의 구애 표현은 수컷들이 암컷을 유혹할 경우 수컷에게는 유익하다. 그리고 이러한 행동은 암컷들이 수컷이 정확한 종인지 아닌지, 그리고 수컷이 강하고 정력이 활발하며, 좋은 아버지가 될 수 있는 다른 특성을 가졌는지 판단하는데 유익하다. 정보교환의 일반적인 상호 이익은 신호를 보내는 상대자의 상태와 의도에 대한 불확실성의 감소이다. 심지어 상호 공격적인 상황에서 조차 정보교환으로 인한 불확실성을 감소시켜 물리적 피해를 피하고 줄일 수 있다. 

 

  정보교환에 대한 연구는 이 연구들이 송신자, 수신자 그리고 환경이 만나는 상태에서 이루어져야하기 때문에 매우 복잡해질 수 있다. 동물들이 전달할 수 있는 표현이나 신호는 이들의 생리와 해부학 구조에 의존한다. 마찬가지로, 표현이나 신호가 전달되는 환경에 의존한다. 감각기관이 화학적 감각, 촉각, 청각, 시각 그리고 전기적 감각에서 어떻게 기능하는지 알아본다.

 

화학신호는 오래가지만 잘 없어지지도 않는다

 동물 개제 간의 화학적 정보교환에 사용되는 분자상 물질을 페로몬(pheromone)이라고 한다. 이들은 분자구조가 다양하기 때문에 페로몬은 상당히 많은 양의 정보를 포함하는, 매우 특이한 메시지를 교환할 수 있다. 암컷 누에나방의 짝을 유혹하는 페로몬이 좋은 예이다. 수 킬로미터 떨어지고 바람이 부는 지역에 있는 수컷 나방은 같은 종의 암컷 나방이 성적으로 수용할 준비가 되어 있는가에 대한 정보를 이 분자들에 의해 전달받는다. 바람의 방향으로 방위를 설정하고 분자들의 농도 구배를 따라 수컷 나방은 암컷을 찾을 수 있다. 

 

  세력권 표시는 화학적 정보교환에 의해 전달되는 정보를 세부화하는 또 다른 예이다. 예를 들어, 고양이나 개와 같은 포유동물에 의해 남겨진 페로몬은 그 동물에 대해 많은 정보를 나타낼 수 있다. 종, 개별적 정체, 생식 상태, 크기(페로몬의 높이로 알 수 있음) 그리고 동물이 이 지역에 머물렀던 때(냄새의 강도에 의해 알 수 있음)를 알 수 있다. 

<호랑이>

  페로몬의 중요한 특징은 한 번 방출되면 오랜 기간동안 한 장소에 남아 있다는 것이다. 이와는 달리 소리나 시각적인 표현은 동물이 신호나 표현을 멈춤과 거의 동시에 사라진다. 페로몬 신호의 영속성은 개미가 하는 것처럼 흔적을 표시하거나 나방의 성 유혹제처럼 방향을 지시하는데 사용될 수 있다. 하지만, 이것은 일단 살포된 페로몬의 메시지는 빠르게 변화시킬 수 없다는 것을 의미한다. 이러한 불변성은 페로몬 정보교환을 정보의 빠른 변화에 있어서는 적당하지 않게 만든다.

  화학적 특성과 페로몬 분자의 크기는 확산속도를 결정한다. 확산속도가 빠르면 빠를수록 메시지는 더 빠르게 그리고 더 멀리 전달되지만 더 빨리 사라지게 된다. 흔적표시와 세력권 표시 페로몬은 상태적으로 큰 분자를 가지고 있어 느리게 확산된다. 성 유혹제는 작은 분자로 빠르게 확산된다.

 

 

시각신호는 신속하고 다양성이 있지만 방향성에서 제한된다

  시각신호는 만들기 쉽고, 매우 다양하고, 빠르게 변화시킬 수 있으며, 신호자의 위치를 명확하게 지시할 수 있다. 하지만, 시각 신호의 정확한 방향성은 받아들이는 수신자의 관심을 끌 수 있는 최고의 방법이 아닌 수 있다. 즉, 수신자의 수용체가 신호자에게 맞춰있지 않으면 이 메시지는 놓칠 수 있다. 대부분의 동물들은 빛에 민감하며 따라서 시각적 신호를 받을 수 있지만, 시각의 정확한 세부 정보는 제한받을 수 있다. 복잡한 환경 역시 시각적 정보교환을 제한한다. 

  시각적 정보교환은 빛을 필요로 하기 떄문에 밤이나 동굴, 심해와 같이 빛이 부족한 환경에서는 유용하지 않다. 그러므로, 어떤 종들은 이러한 시각적 정보교환의 구속을 그들 자신의 발광 메커니즘을 발달시킴으로써 이겨내고 있다. 반딧불은 발광하기 위해 효소 메커니즘을 이용한다. 종 특이적인 유형으로 빛을 발산시킴으로써 반딧불은 밤에 짝짓기를 할 수 있는 장점이 있다. 

  그러나 반딧불은 다른 종들에게 어떻게 빛을 이용하여 정보 교환을 할 수 있는지 알려준다. 다른 종의 발광현상을 모방하여 반딧불을 꼬여내는 반딧불의 포식종들이 있다. 열성적인 구애가자 개별적으로 특정 신호에 접근할 때, 그 동물은 포식될 수 있다. 따라서 눈속임은 인간들이 언어를 사용하여 남을 속이는 것처럼 동물 정보교환 체계의 일부분이 될 수 있다.