The geography of nocturnality: emergence patterns of bats on a latitudinal gradient

매일 밤, 태양이 지평선 아래로 저물 때마다 동물계에서는 조용한 변화가 일어납니다. 어둠 속에서 사냥하는 생물들에게 낮에서 밤으로의 전환은 단순히 빛의 변화가 아니라, 결정적인 선택의 순간입니다. 그들은 먹이를 찾기 위해 안전한 은신처를 떠나야 하지만, 동시에 스스로가 먹잇감이 되지 않도록 주의해야 합니다. 이러한 균형 잡기는 진정한 비행이 가능한 유일한 포유류인 박쥐에게 특히나 섬세한 문제입니다. 박쥐는 밤의 명수이지만, 시각에 의존해 사냥하는 맹금류에게 취약합니다. 결과적으로 박쥐는 엄격한 일과를 진화시켰습니다. 그들은 빛이 특정하고 안전한 수준으로 어두워질 때까지 은신처에서 기다린 후에야 비행을 시작합니다. 이 행동은 보편적인 생존 전략이며, 어둠의 안전을 먹이 섭취의 필요성과 맞바꾸는 방법입니다.

과학자들을 오랫동안 고민하게 했던 질문은 이 "안전한 수준"의 어둠이 지구상 어디에서나 동일한가 하는 점이었습니다. 지구는 기울어진 구체이기 때문에, 적도에서 극지방을 향해 이동할수록 낮과 밤의 길이는 극적으로 변합니다. 열대 지방에서는 해가 빠르게 지고 황혼이 짧습니다. 반면 북쪽이나 남쪽 먼 곳에서는 태양이 지평선 아래에 몇 시간 동안 머물며, 완전히 어두워지지 않는 길고 긴 황혼을 만들어냅니다. 고위도 지역에 사는 박쥐들은 단순히 더 밝은 조건에 익숙해져서 더 일찍 날아올라 확장된 사냥 시간을 활용할 것이라고 추측할 수도 있습니다. 혹은 열대 지방의 친척들처럼 훨씬 더 오래 기다리며 어둠을 견뎌낼 수도 있을 것입니다. 이 수수께집을 풀기 위해, 연구진은 최근 전 세계의 데이터를 수집하여 박쥐들이 변화하는 빛에 어떻게 반응하는지 조사했습니다.

핀란드, 노르웨이, 독일, 인도, 그리고 브라질의 연구자들을 주축으로 한 과학자 팀은 광범위한 위도 구배에 걸친 박쥐의 출현 패턴을 지도화하기 위해 나섰습니다. 그들은 새로운 박쥐를 잡으러 나가는 대신, 수십 년간의 과학 문헌을 샅샅이 뒤지는 디지털 기록 보관자 역할을 수행했습니다. 그들은 북극의 곤충 식성 박쥐부터 아마존의 과일 식성 박쥐에 이르기까지 91종의 박쥐를 추적한 90개의 서로 다른 연구에서 정보를 수집했습니다. 모든 연구에 대해, 그들은 박쥐가 은신처를 떠난 정확한 시점과 결정적으로 그 순간의 하늘이 얼마나 밝았는지를 기록했습니다. 그들은 태양의 지평선 대비 위치를 계산하여, 하루의 시간을 빛의 강도 측정값으로 변환했습니다. 이 방대한 데이터셋을 박쥐 진화의 계통도와 결합함으로써, 그들은 이러한 행동이 환경에 대한 학습된 반응인지, 아니면 세대를 거쳐 전해 내려온 깊이 뿌리박힌 본능인지를 확인할 수 있었습니다.

연구 결과는 지리적 차이를 무색하게 만드는 놀라운 일관성을 보여주었습니다. 연구진은 박쥐가 적도 근처에 살든 극지방 근처에 살든 상관없이, 전 세계적으로 태양이 지평선 아래 거의 동일한 각도에 위치했을 때 은신처에서 나온다는 사실을 발견했습니다. 이 특정 각도는 항해 박명(nautical twilight)이라고 알려진 시기에 해당하며, 이때는 육안으로 태양을 볼 수 없을 정도로 하늘이 어둡지만 지평선은 희미하게 식별할 수 있는 상태입니다. 이 좁은 빛의 창은 박쥐들에게 보편적인 "출발" 신호처럼 보입니다.

이 발견은 왜 그들의 출발 시기가 서식지에 따라 그토록 판이하게 다른지를 설명해 줍니다. 태양이 지평선 아래에서 움직이는 속도가 위도마다 다르기 때문에, 고위도 북반구나 남반구의 박쥐들은 열대 지방의 박쥐들보다 훨씬 더 오래 기다려야 했습니다. 열대 지방에서는 태양이 그 안전한 각도까지 빠르게 떨어지므로, 박쥐들은 일몰 후 불과 몇 분 만에 날아오릅니다. 반면 고위도 지역에서는 태양이 오래 머물기 때문에, 박쥐들은 빛이 요구되는 임계치까지 희미해질 때까지 해가 지평선 아래로 떨어진 후 거의 한 시간 이상을 기다려야 합니다. 연구진은 위도가 적도에서 1도 멀어질 때마다 박쥐들이 출현을 약 1분씩 늦춘다는 것을 계산했습니다. 위도 60도에 위치한 군집은 단순히 빛이 동일한 수준으로 어두워지기를 기다리기 위해 적도 군집보다 최대 44분 더 오래 기다릴 수 있습니다.

또한 이 연구는 이 동물들의 사회적 삶이 이러한 타이밍에 어떤 영향을 미치는지 밝혀냈습니다. 새끼를 키우는 암컷들이 있는 출산 군집에 사는 박쥐들은 다른 집단보다 일관되게 더 일찍 은신처를 떠났습니다. 새끼를 먹여 살리기 위해 높은 에너지 수요에 직면한 이 어미들은 약간 더 큰 위험을 감수하며, 비부모 개체들보다 빛이 조금 더 밝을 때 출현합니다. 그러나 이러한 변동에도 불구하고 전반적인 패턴은 확고하게 유지되었습니다. 즉, 빛의 수준이 주요 동력이었습니다. 박쥐가 곤충을 먹든 과일을 먹든, 먹이 종류는 타이밍에 유의미한 변화를 주지 않았습니다. 마찬가지로, 특정 박쥐의 계통도 역시 적절한 빛을 기다려야 한다는 규칙을 뒤엎지는 못했지만, 연구진은 진화적 역사가 종의 타이밍 유연성에 작은 역할을 한다는 점을 언급했습니다.

연구진은 또한 데이터가 어떻게 수집되었는지도 고려해야 했습니다. 일부 연구는 쌍안경을 가진 관찰자를 사용했고, 다른 연구는 마이크를 사용하여 박쥐의 울음소리를 들었습니다. 그들은 시각적 관찰자가 음향 센서보다 박쥐가 더 일찍 떠나는 것으로 기록하는 경ên향이 있다는 것을 발견했는데, 이는 센서가 더 멀리 배치되어 박쥐가 실제로 비행을 시작한 후 몇 순간 뒤에 소리를 포착했기 때문일 가능성이 큽니다. 일단 이러한 기술적 차이를 조정하고 나니, 동일한 밝기의 어둠을 기다린다는 전 지구적 패턴은 명확하고 끊김 없이 나타났습니다.

이 전 지구적 조사는 포식자를 피하려는 압력이 수백만 년 동안 박쥐의 행동을 형성해 온 강력한 힘임을 시사합니다. 빛이 특정되고 보존된 임계치까지 희지기를 기다림으로써, 전 세계의 박쥐들은 시간이 다르게 흐르는 환경 속에서도 동일한 방식으로 동일한 문제를 해결하고 있습니다. 그들은 단순히 일몰 시간에 반응하는 것이 아니라, 빛의 질에 반응하고 있는 것입니다. 이러한 행동은 낮을 지배하는 시각적 포식자들에게 자신을 노출하지 않으면서도 사냥 시간을 극대화할 수 있게 해줍니다. 이 연구는 지구의 기울기가 전 세계적으로 매우 다른 낮과 밤의 주기를 만들어내더라도, 어둠 속에서 안전을 지키려는 생물학적 명령은 이 야행성 포유류들의 삶에서 변하지 않는 통일된 실타래로 남아 있음을 확인시켜 줍니다.