각색짐승 생존백서 (모리타 유코, 2008)

책소개
지구에 사는 다양한 동식물들이 수억 년의 진화 과정에서 발달시킨 놀라운 감각 능력에 대한 이야기를 담았다. 단세포 생물인 대장균부터 바다의 포식자 상어에 이르기까지 지구상의 모든 생물은 자신들만의 비밀 무기인 특정 감각능력을 발달시켰다.

상어는 100만 분의 1로 희석된 피 냄새도 맡을 수 있고, 연어는 모천의 냄새를 찾아 강을 거슬러 오른다. 악어는 피부로 물결의 파동을 감지해 먹잇감의 위치를 파악할 수 있고, 돌고래는 인간은 들을 수 없는 소리(초음파)로 물체와의 거리는 물론, 형태, 재질까지 감지한다.

지구상에 살고 있는 다양한 동식물의 감각 세계를 탐사한다. 기본적인 감각이라고 하는 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각뿐 아니라 온도감각, 평형감각, 중력감각, 화학감각, 전기감각, 그리고 바닷가 미생물만이 느끼는 조석감각까지 지구에 사는 다양한 생물들의 흥미진진한 감각세계를 맛볼 수 있다.

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목차
프롤로그
산다는 것은 느끼는 것이다
동물도 감각이 있을까?
자극에는 몇 가지가 있을까?
자극에 흥분하다

후각
가장 원시적인 감각, 후각
냄새가 나는 이유와 나지 않는 이유
어떻게 하면 냄새에 민감할 수 있을까?
박테리아도 냄새를 맡을까?
혀끝으로 냄새를 맡는 뱀
유혹의 향기 ‘페로몬의 정체’
연어는 어떻게 고향을 찾아갈까?

미각
맛을 느끼는 원리
최고의 미식가는 갓난아기
유전자 조작으로 편식을 치료한 누에
나비는 왜 발끝으로 맛을 볼까?
미각을 보조하는 신경들
미각을 바꾸는 마술

온도
고추는 뜨겁다
뱀의 비밀 병기, 열 감지 센서

체내 화학수용
몸속 감각, 갈증과 하품

일반감각
자극이 흥분으로 전달되는 원리

통각 촉각
몸이 보내는 위험 신호 통증
고양이 수염은 초감각 촉수
엄마 손은 약손이다?
악어 피부는 민감성
숫자를 세는 식물 파리지옥
손끝으로 세상을 느끼는 거미

조석
천체의 리듬에 맞추어 살아가는 방법

고유, 평행, 중력
내 몸의 움직임을 느끼는 고유감각
세반고리관으로 몸의 균형을
중력을 느끼는 특별한 돌
나팔꽃은 어느 쪽이 땅인지 알고 있다
최고의 묘기 비행사 파리의 비밀

청각
귀는 어떻게 소리를 감지할까?
두께도 감지하는 돌고래의 초음파
도플러 효과를 이용하는 박쥐
단순함의 미학, 나방의 귀

시각
눈은 어떻게 생겼을까?
눈이 파란 사람에게는 세상이 어떻게 보일까?
고양이 눈에 있는 비밀의 거울
엉덩이에 달린 나비의 눈
물속과 물 위를 한번에 보는 네눈물고기
무지개가 일곱 색깔로 보이는 이유
보이지 않는 색을 볼 수 있을까?
개구리는 움직이는 것만 볼 수 있다고?
제3의 눈

식물
강한 빛을 피하는 엽록체

화학감각
화학물질 언어로 회의를 하는 박테리아

자장, 전기
북쪽으로만 움직이는 세균
자기장을 감지하는 철새들
생체전기를 감지해 사냥하는 상어
오리너구리는 왜 건전지를 쪼았을까?

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출판사 제공 책소개

살아남고 싶으면 진화하라!
― 진화를 거듭하면서 얻은 동물들의 비밀스러운 생존 전략
지구상에서의 삶은 먹으려는 자와 먹히지 않으려는 자가 벌이는 치열한 싸움의 연속이다. 이 싸움에서 살아남은 개체는 자신의 후손을 낳을 수 있고, 종족을 번식시킬 수 있다. 이 적자생존의 환경에서 먹잇감을 찾기 위해, 혹은 포식자를 피하기 위해, 결국은 살아남기 위해 생물들은 수억 년에 걸쳐 다양한 능력을 진화시켜 왔다.
이 책 <각색짐승 생존백서> 는 지구상에 살고 있는 다양한 동식물들이 수억 년의 진화 과정에서 발달시킨 놀라운 감각 능력에 대한 이야기를 담고 있다. 단세포 생물인 대장균부터 바다의 포식자 상어에 이르기까지 지구상의 모든 생물은 자신들만의 비밀 무기인 특정 감각능력을 발달시켰다.
상어는 100만 분의 1로 희석된 피 냄새도 맡을 수 있고, 연어는 모천의 냄새를 찾아 강을 거슬러 오른다. 악어는 피부로 물결의 파동을 감지해 먹잇감의 위치를 파악할 수 있고, 돌고래는 인간은 들을 수 없는 소리(초음파)로 물체와의 거리는 물론, 형태, 재질까지 감지할 수 있다. 배추흰나비는 앞 다리로 나뭇잎의 맛을 보고 알을 낳을 만한 잎인지를 분간하고, 식물의 엽록체는 지나치게 강한 빛을 피해 도망을 친다.
만약 상어가 피 냄새를 식별하지 못하고, 악어의 피부가 둔감했다면 그것들은 먹이를 찾지 못해 굶어죽었을 것이다. 그리고 지금까지 살아남아 있지도 못했을 것이다. 마찬가지로 식물의 엽록체가 강한 빛을 구별하지 못했다면 한여름에는 금세 타들어갔을 것이며, 토끼의 귀가 어둡거나 배추흰나비가 앞다리로 맛을 보지 못했다면, 조용히 접근한 포식자에게 먹히거나 애벌레가 독풀을 삼켜 짧은 삶을 마감했을 것이다.
생명의 특권, 감각이란 무엇인가!
감각은 생명의 특권이다. 생명을 잃은 것은 외부의 자극에 아무런 흥분을 일으키지 않는다. 즉 반응으로 이어지지 않더라도 자극을 감지할 수 있다는 것은 살아 있는 것에만 가능한 것이다. 아무리 작은 생물이더라도, 심지어 박테리아도 끊임없이 무언가를 ‘느낀다.’ 생물들은 우리가 흔히 아는 오감 이외에도 다양한 감각 기능을 발휘하여 자신의 삶에 최선의 선택을 내린다.
생물학적으로 감각이란 외부 자극에 대한 신경세포의 흥분을 말한다. 생물이 감각이라는 것을 느끼려면 자극을 전문적으로 담당하는 세포, 즉 감각세포가 있어야 한다. 세포 하나가 몸 전체인 대장균에게는 따로 감각세포라는 것이 없지만 물속의 특정 화학물질은 확실히 감지할 수 있다. 이 책은 이처럼 지구상에 살고 있는 다양한 동식물의 감각 세계를 탐사한다. 기본적인 감각이라고 하는 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각뿐 아니라 온도감각, 평형감각, 중력감각, 화학감각, 전기감각, 그리고 바닷가 미생물만이 느끼는 조석감각까지 지구상에 살고 있는 다양한 생물들의 흥미진진한 감각세계로 여행을 떠나 보자.

생물들의 초감각 그 놀라운 세계 속으로 박테리아도 냄새를 맡을까?
박테리아는 크기가 몇 마이크로미터에 지나지 않는 단세포 생물이다. 그런 박테리아에게 ‘코’가 있다니? 박테리아의 대표 격인 대장균을 살펴보자. 사실 대장균에게 진짜 코가 달려 있는 것은 아니다. 인간이 공기 중의 화학물질을 코로 감지하는 것이 비유해서 대장균의 화학물질 센서를 코라고 부르는 것뿐이다. 대장균의 코, 즉 단백질 센서는 산소, 아미노산, 페프치드, 당의 냄새를 구분한다. 센서는 막대 모양의 대장균 끝에 있으며, 이 센서에 화학물질이 결합하면 단백질의 세포막 안쪽에서 화학적인 변화가 일어난다. 대장균은 그중에서 자신에게 가장 중요한 영양분인 아스파라긴산을 감지하고 그 방향으로 움직이도록 편모 근육을 조절한다. 따라서 아스파라긴산 농도가 높으면 바람직한 자극이라고 판단해 편모가 빠르게 움직이고 반대로 농도가 약하면 아무런 움직임을 보이지 않는다.

연어는 어떻게 고향을 찾아갈까?
연어가 고향을 찾아가는 비밀에 대해서는 여러 가지 학설이 있지만 아직 어느 것도 확실히 입증되지 않았다. 하지만 모천 근처에 도착해서는 후각을 통해 정확한 탄생 지점을 찾아낸다는 것이 현재로서는 정설이다. 즉 자신이 태어난 강까지 어떻게 찾아오는지는 아직 밝혀지지 않았지만, 그 강의 어느 지점에서 자신이 태어났는지는 후각으로 정확하게 파악한다는 것이다. 이를 밝히기 위해 강을 거슬러 올라간 연어를 잡아 몇 마리에게 코마개를 해서 다시 하류로 돌려보냈다. 그랬더니 다른 연어들은 다시 원래의 지점으로 도착했는데, 코마개를 한 연어만 돌아오지 못했다. 원인은 모천의 아미노산 구성이다. 과학자들이 연어의 모천에 함유된 여러 가지 성분 중 아미노산 구성을 비슷하게 맞춘 인공 모천수에 연어를 넣어 보니 진짜 고향에 갔을 때처럼 흥분하는 모습을 보이기도 했다.

나비는 왜 발끝으로 맛을 볼까?
배추흰나비는 대롱같이 생긴 입뿐 아니라 다리로도 맛을 느낄 수 있다. 입으로도 맛을 볼 수 있는데, 왜 굳이 다리로도 맛을 볼까? 사실 배추흰나비가 다리로 보는 맛은 음식을 먹는 맛이 아니라 자신의 새끼를 위해 보는 맛이다. 배추흰나비의 유충은 귤과科 식물의 잎만 먹고 자란다. 따라서 배추흰나비는 날아다니면서 먼저 시각과 후각으로 대충 알을 낳을 식물을 찾는다. 그리고 알을 낳기 전에 미각을 느끼는 앞다리로 잎의 표면을 두드리는 ‘드러밍’이라는 행동을 취한다. 이 행동을 통해 알을 낳아도 되는 잎인지 아닌지를 판단하는 것이다. 유충은 이동할 수 있는 범위가 좁기 때문에 만일 어미가 엉뚱한 풀잎에 알을 낳아 버리면 알에서 나온 유충은 먹이를 찾기도 전에 굶어죽고 말 것이다.

악어 피부는 민감성
질기고 딱딱해 옛날에는 방패나 갑옷으로도 사용되었던 악어의 가죽. 하지만 악어의 피부는 아주 작은 자극도 느끼고 분별할 수 있는 초민감성 피부이다. 특히 악어의 입 주변 위아래 양쪽 끝에서 턱밑까지 둘러져 있는 울퉁불퉁한 띠가 포인트이다. 이 띠는 수많은 돔형 돌기로 구성되어 있는데, 이 돌기가 수면의 진동, 즉 파문을 감지하는 센서이다. 악어가 수면 위에 눈과 코끝만 내밀고 입의 반을 물에 잠긴 상태로 있는 자세를 취할 때 이 돌기는 수면의 진동이 만들어 내는 수압의 변화를 감지할 수 있는 것이다. 실험에서는 물방울이 단 한 번 수면에 떨어진 것만으로도 방향을 찾는 악어를 볼 수도 있었다. 게다가 이 센서는 모든 자극에 반응하지 않는다. 예컨대 빗방울이 떨어지는 것과 같은 연속적인 자극에는 반응하지 않는다. 악어는 특유의 민감한 피부 덕분에 먹잇감이 물에 닿는 순간 날렵하게 공격할 수 있는 것이다.

엉덩이에 달린 나비의 눈
지렁이는 눈이 없다고들 알고 있지만, 사실 지렁이에게는 강한 빛을 감지할 수 있는 눈, 즉 광수용기가 있다. 이 광수용 세포는 전신에 분포되어 있지만, 특히 꼬리 부분에 많이 있다. 이런 지렁이의 광수용기와 비슷한 기관이 호랑나비에게는 엉덩이에도 있다. 호랑나비의 신경흥분 상태를 확인하기 위한 실험 도중 호랑나비의 엉덩이 부분에서 광자극에 반응하는 신경이 있다는 것을 발견했다. 연구 결과 호랑나비의 엉덩이에 달린 눈은 교미를 할 때 상대의 생식기와 제대로 접합했는지를 확인하고, 암컷의 경우 산란할 때 산란기産卵器가 제대로 나와 있는지를 확인하기 위한 것이었다. 이 꼬리 눈이 없다면 호랑나비는 짝짓기를 할 때 상대의 생식기를 제대로 찾지 못해 번식에 실패할 가능성이 높고, 행여 번식에 성공했더라도 엉뚱한 곳에 알을 낳았을지도 모른다.

오리너구리는 왜 건전지를 쪼았을까?
생물은 움직일 때마다 아주 미약하긴 하지만 근육의 운동에 따른 전기를 발산하는데, 이를 생체전기라고 한다. 병원에서 사용하는 심전도기는 바로 이 심장의 근육이 움직일 때 발생하는 전기를 감지하는 것이다. 그런데 몇몇 동물은 이 미약한 생체전기를 적극적으로 감지하여 생존에 활용한다. 예를 들어 상어는 모래 속에 파묻혀 눈으로 보이지 않는 먹잇감의 생체전기를 감지할 수 있고, 강력한 전기를 만드는 전기뱀장어나 전기가오리도 전기를 감지할 수 있다. 포유류 중에서는 오리너구리가 전기를 감지할 수 있는데, 포유류임에도 알을 낳는 오리너구리의 생태는 오랫동안 의문에 쌓여 있었다. 야생성인 데다 수중에서는 아예 눈을 감고 있기 때문에 어떻게 먹이를 찾는지 답을 알 수 없었다. 하지만 어느 날 연구자가 실수로 수조에 떨어뜨린 건전지를 쪼는 것을 보고 오리너구리에게 전기감각이 있다는 것을 알게 되었다. 오리너구리는 물속의 벌레나 작은 물고기들의 생체전기를 감지해 어두운 밤 물속에서 눈을 감고도 먹잇감을 찾는 것이었다.

세상 모든 과학 이야기 사이엔티아_SCIENTIA 시리즈
사이엔티아는 바다출판사가 새로이 출간하는 청소년 과학 도서 시리즈입니다. ‘사진과 그림으로 떠나는 21세기 최첨단 과학 여행’이라는 콘셉트로 기초 순수과학에서부터 논리학, 수학을 포함하여 최첨단 응용과학까지 과학의 모든 영역을 아우를 이 시리즈는 인류가 쌓아온 모든 과학적 지식뿐 아니라 현대인의 삶에 없어서는 안 될 첨단 과학의 현주소를 충실하게 짚어낼 것입니다.
이 시리즈는 중고등학생이 주 독자층이지만, 최신 과학 분야의 성과도 다루고 있어 대학생 및 일반인들도 읽을 만한 시리즈입니다. 특히 각각의 책에 담긴 풍부한 사진과 그림 자료를 이용한 다채로운 편집은 내용 이해를 도울 뿐 아니라 독서의 재미를 배가시킬 것입니다.
* SCIENTIA는 과학을 의미하는 SCIENCE의 라틴어 원어로, ‘지식’, ‘앎’이라는 뜻을 가지고 있습니다. 이 시리즈는 과학이 만들어가는 우리 시대의 새로운 ‘지식’과 ‘앎’을 충실히 담을 것입니다.