Genetic and behavioural repertoires support olfactory communication in wild capuchin monkeys

수십 년 동안 영장류 진화의 이야기는 주로 시각이라는 관점을 통해 전해져 왔습니다. 과학자들은 원숭이와 유인원이 냄새에 대한 강한 의존을 버리고 생생한 색채와 날카로운 디테일로 그려진 세상으로 어떻게 옮겨갔는지에 대해 오랫동안 강조해 왔습니다. 이러한 변화는 그들의 해부학적 구조에서도 관찰됩니다. 그들은 많은 다른 포유류에서 발견되는 젖고 축축한 코끝을 잃었으며, 그들의 뇌는 시각에 할당된 영역이 거대하게 확장되었습니다. 결과적으로, 이 사회적 동물들에게서 후각은 점차 약해져 그들의 복잡한 일상생활에서 주요한 역할을 수행하기에는 너무 미약해진, 퇴화하는 유물로 치부되곤 했습니다. 그러나 연구자들은 예리한 시력을 가진 동물이라 할지라도 여전히 보이지 않는 화학적 신호로 사회적 세계를 항해하고 있을지도 모른다는 사실을 깨달으면서, 이러한 관점에 변화가 생기기 시작했습니다. 이것이 어떻게 작동하는지 이해하려면 두 가지를 살펴봐야 합니다. 바로 동물이 냄새를 감지하기 위해 보유한 유전적 도구와, 그 냄새를 보내거나 받기 위해 실제로 수행하는 행동입니다. 만약 어떤 동물이 특정 화학적 단서를 감지할 수 있는 유전적 하드웨어를 가지고 있고, 사회적 상황에서 그 단서들을 사용하는 것이 관찰된다면, 이는 후각이 여전히 필수적이고 활발한 의사소통 통로임을 시사합니다.

한 연구팀은 코스타리카와 파나마의 숲에서 발견되는 매우 사회적인 종인 흰얼굴카푸친원숭이를 대상으로 이 아이디어를 테스트하기 위해 연구를 시작했습니다. 그들은 두 가지 각도에서 접근하여, 원숭이의 DNA에 대한 심층적인 탐구와 야생에서의 수백 시간에 걸친 세심한 관찰을 결합했습니다. 첫째, 그들은 페로몬과 같은 사회적 화학 신호를 받는 수신기 역할을 하는 특수한 유형의 유전자인 보머나설 수용체(vomeronasal receptor)의 유전적 청사진을 조사했습니다. 많은 포유류에서 이러한 유전자들은 매우 많고 활발하게 작동하지만, 영장류에서는 이 유전자들이 붕괴하거나 사라지고 있다고 생각되어 왔습니다. 연구진은 혈액과 조직 샘의뿐만 아니라, 순수한 원숭이 DNA를 추출하기 위해 분변 샘에서 세포를 분류하는 영리하고 비침습적인 방법을 사용하여 95마리의 야생 카푸친원숭이로부터 DNA를 수집했습니다. 그런 다음 그들은 이 수용체 유전자들이 여전히 온전하고 기능적인지 확인하기 위해 유전 코드를 스캔했습니다.

유전적 분석 결과는 놀라운 회복력을 보여주었습니다. 부서지거나 쓸모없는 유전자로 가득 찬 게놈을 발견하는 대신, 연구진은 카푸친원숭이가 12개의 온전한 수용체 유전자를 보유하고 있다는 사실을 발견했습니다. 이 유전자들은 단순히 존재하는 것에 그치지 않고, 변하지 않도록 엄격한 진화적 압력을 받고 있다는 징후를 보였습니다. 야생에서 유용하지 않은 유전자는 시간이 지남에 따라 무작위적인 오류를 축적하고 붕괴하는 경이로운 경향이 있습니다. 이 특정 유전자들이 서로 다른 집단 전반에 걸쳐 깨끗하고 일관되게 유지되었다는 사실은 자연 선택이 이 유전자들이 중요한 목적을 수행하고 있기 때문에 적극적으로 보존하고 있음을 시사했습니다. 연구진은 또한 이 냄새 유전자를 자유롭게 변화하는 것으로 알려진 게놈의 다른 부분들과 비교했는데, 냄새 유전자는 놀라울 정도로 안정적인 상태로 두드러졌습니다. 이러한 유전적 증거는 카푸친원숭이가 사회적 냄새를 감지하기 위한 기능적인 체계를 유지하고 있으며, 이는 그들이 이 감각을 완전히 상실했다는 생각에 반하는 것이었습니다.

이 유전적 잠재력이 실제 세계의 행동으로 어떻게 이어지는지 확인하기 위해, 연구팀은 들판에서 원숭이들을 관찰하며 수개월을 보냈습니다. 그들은 종종 사회적 신호 전달에 가장 활발하게 참여하는 성체 수컷에게 주의를 집중했고, 냄새를 맡거나, 핥거나, 냄새를 표시하는 모든 사례를 기록했습니다. 그들은 23가지의 구별되는 행동 목록을 상세히 만들었습니다. 원숭이들은 후각적 의사소통에 끊임없이 참여하고 있었습니다. 그들은 나무 가지에 얼굴과 몸을 문질렀고, 소변으로 손과 발을 씻은 다음 그것을 털에 문질렀으며, 땅이나 다른 원숭이를 강렬하게 집중하여 냄새를 맡았습니다. 일부 행동은 명확하게 사회적이었습니다. 예를 들어, 수컷이 소변으로 몸을 씻은 후 다른 수컷이 냄새를 맡을 수 있도록 자신의 손을 제시하거나, 한 집단이 전날 지나간 경로를 따라가며 정보를 얻기 위해 나뭇가지를 킁킁거리며 냄새를 맡는 식입니다. 연구진은 이러한 행동들이 빈번하게 발생하며, 일부 개체는 하루에도 수십 번씩 냄새 관련 행동을 수행한다는 점에 주목했습니다.

연구는 또한 이러한 행동들이 계절에 따라 변화한다는 것을 발견했습니다. 공기가 건조하고 숲의 습도가 낮은 건기 동안, 원숭이들은 소변 씻기 행동을 더 많이 수행했는데, 이는 아마도 건조한 공기 속에서 냄새 신호가 더 오래 지속되기 때문일 것입니다. 비가 내려 냄새가 씻겨 내려갈 수 있는 우기에는, 원숭이들이 희석된 냄새의 근원에 더 가까이 가기 위해 땅과 나뭇가지를 더 자주 냄새 맡는 모습이 관찰되었습니다. 이러한 패턴은 원숭이들이 단순히 무작위로 냄새를 맡는 것이 아니라, 화학적 의사소통을 극대화하기 위해 환경에 맞춰 행동을 조절하고 있음을 시사합니다. 연구진은 이 신호들이 지배력을 확립하고, 짝을 찾고, 가족과 유대를 맺고, 경쟁 집단의 움직임을 추적하는 등 다양한 맥락에서 사용되는 것을 관찰했습니다.

유전적 증거와 행동적 증거의 결합은 냄새에 크게 의존하는 종의 모습을 명확하게 그려냅니다. 흰얼굴카푸친원숭이는 후각을 잃은 것이 아니라, 오히려 사회적 화학 물질을 감지하기 위한 특정 유전적 도구를 유지하고 있으며, 자신의 사회적 세계를 항해하기 위해 이를 끊임없이 사용하고 있습니다. 이 발견은 원숭이가 거의 독점적으로 시각과 청각에 의존한다는 오랜 믿음에 도전합니다. 이는 이 동물들에게 세상이 단지 시각적인 풍경일 뿐만 아니라, 그들의 관계, 서열, 그리고 생존을 안내하는 보이지 않는 화학적 메시지의 풍요로운 태피스트리라는 점을 시사합니다. 이 연구는 냄새가 이 원숭이들의 의사소통 방식 중 유일한 방법이라고 주장하는 것은 아니지만, 냄새가 그들의 날카로운 눈과 큰 목소리와 함께 사회를 형성하는 강력하고 활발한 부분임을 확고히 입증하고 있습니다.