동물은 지구자기장을 각인하고 후손에 전해준다
□ 초파리가 지구자기장을 각인하고 후손에게 전해준다는 실험결과가 나왔다. 한국연구재단(이사장 노정혜)은 채권석 교수(경북대학교 생물교육과) 연구팀이 초파리가 지구자기장을 각인하고 이를 이용해 먹이를 찾는다는 것을 규명했다고 밝혔다.
□ 동물들은 오감 이외 자기장을 감지하는‘제6의 감각’이 있는데 예로 철새, 연어, 바닥거북 등은 출생 후 출생지의 지구자기장을 감각, 기억하여 회귀하는 것으로 추정되어 왔다.
○ 하지만 성장단계 중 어느 시기에 지구자기장을 기억하는지, 기억한 지구자기장 정보를 무엇에 이용하고 어떻게 후손에 전해주는지 등에 대해서는 잘 알려지지 않았다.
□ 연구팀은 지구자기장을 감각할 수 있고 행동학, 유전학 등의 실험에 널리 쓰이는 초파리를 실험모델로 이용하였다.
○ 초파리는 산란된 지 여섯 시간에서 아홉 시간 사이의 알(egg) 시기에, 노출된 지구자기장을 각인하며
○ 성체(adult) 초파리가 된 이후 30시간 정도 단식 상태에 놓이게 되면 알 시기에 노출되었던 자기장과 동일한 방향으로 이동하는 것을 관찰하였다.
□ 하지만 각인된 초파리라도 굶지 않은 상태 또는‘대구자기장’과 세기가 다른‘밴쿠버자기장’이나‘마드리드자기장’에 놓여 있을 때는 각인행동을 보이지 않았다.
○ 각인이 이뤄졌던 시기의 특정한 생리적 상태(실험에서는 단식) 및 지구자기장에서만 각인행동을 보인 것이다.
□ 한편 부모세대의 각인행동은 특정 지구자기장에 노출되지 않고 성장한 후손 1세대에서도 관찰되었으며,
○ 각인된 수컷과 각인된 암컷 부모 초파리로부터 태어난 후손 에서만 나타나 초파리의 지구자기장 각인행동 유전은 부·모 개체 모두에 의존적이었다.
□ 이 연구결과는 자기감각(magnetoreception, magnetic sense) 연구가 시작된 이래 50여 년간 미해결 문제 중 하나였던 지구자기장 각인과 그의 유전, 각인의 생물학적 기능을 규명한 것이어서 주목받는다.
○ 연구팀은 향후 지구자기장 각인 기작을 심층적으로 연구하는 한편 인간의 지구자기장 각인여부와 기능을 탐색할 계획이다.
□ 초파리 모델을 이용해 동물의 생존활동에 관련된 자기각인행동을 규명한 연구로, 보편적 현상으로 동물에 적용하기에 이르지만 향후 고등동물에서의 기초연구자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
○ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업 (중견연구)의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘미국립 과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)’에 2019년 12월 30일 게재되었다.
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