Different ways to disappear: transparency extends camouflage beyond background matching in heterogeneous environments

야생에서 살아남는다는 것은 종종 보이지 않는 상태로 남는 것을 의미합니다. 수많은 생명체에게 먹이를 얻느냐 놓치느냐의 차이는 위장에 달려 있습니다. 이 기술의 가장 익숙한 형태는 배경 매칭(background matching)입니다. 동물이 자신이 사는 특정 장소와 똑같이 보이도록 진화하는 것입니다. 초록색 잎 위의 초록색 곤충, 갈색 가지 위의 갈색 딱정벌레와 같은 식입니다. 이는 환경이 안정적일 때는 매우 효과적이지만, 자연은 결코 그렇게 단순하지 않습니다. 서식지는 계절에 따라 변하며, 많은 동물은 서로 다른 종류의 식물이나 바위 사이를 이동해야 합니다. 만약 어떤 동물이 한 곳에 완벽하게 위장되어 있다면, 다른 곳에서는 눈에 아주 잘 띌 수도 있습니다. 이는 하나의 생물학적 난제를 만들어냅니다. 단 한 곳에 머무를 수 없을 때 동물은 어떻게 생존할 것인가 하는 문제입니다. 과학자들은 오래전부터 일부 생물들이 다른 종류의 변장을 사용한다고 의심해 왔는데, 이는 특정 색상에 의존하는 것이 아니라 투명해지는 것에 의존하는 방식입니다. 투명성(transparency)이라고 알려진 이 전략은 배경이 동물의 몸을 그대로 통과하여 보이게 합니다. 하지만 투명해지는 것이 완벽하게 색을 맞추는 것보다 실제로 더 효과적일까요, 아니면 그 나름의 문제점을 안고 있을까요?

연구팀은 카멜레온 새우라고 불리는 작은 생물을 연구함으로써 이 질문을 해결하고자 했습니다. 북서유럽 해안의 암초 웅덩이에서 발견되는 이 작은 새우들은 위장의 명수입니다. 이들은 밝은 초록색부터 짙은 빨간색, 갈색까지 색상이 매우 다양한 해조류 사이에서 삽니다. 어떤 새우들은 이러한 해조류와 완벽하게 일치하는 고유한 색을 가지고 있는 반면, 어떤 새우들은 대부분 투명하여 뒤에 있는 해조류가 비쳐 보이게 합니다. 연구진은 환경이 무질서하고 다양한 색상으로 가득 차 있을 때 어떤 전략이 더 나은지 알고 싶었습니다. 답을 찾기 위해 그들은 실제 포식자나 실제 새우를 바다에서 사용하는 대신, 인터넷과 인간의 눈을 활용했습니다. 그들은 사람들이 화면 속에서 숨겨진 새우 모델을 찾는 방식으로 포식자 역할을 수행하는 컴퓨터 게임을 만들었습니다.

연구진은 네 가지 서로 다른 해조류인 붉은 돌스(red dulse), 초록색 바다 상추(green sea lettuce), 핑크색 하푼 위드(pink harpoon weed), 갈색 와이어위드(brown wireweed)의 사진을 사용하여 디지털 세계를 구축했습니다. 그런 다음 현실적인 컴퓨터 이미지를 통해 새우를 만들었습니다. 이 디지털 새우들 중 일부는 빨간색, 초록색 또는 갈색의 단색이었습니다. 다른 것들은 투명했으며, 일부는 옅은 빨간색이나 갈색 빛을 띠었습니다. 연구진은 이 새우들을 해조류 사진 위에 배치하고 3,367명의 자원봉사자에게 간단한 게임을 요청했습니다: 최대한 빨리 새우를 찾으시오. 플레이어가 15초 이내에 찾으면 그것을 클릭했습니다. 만약 제시간에 찾지 못하면 그 새우는 "생존"한 것으로 간주되었습니다. 총 46,000회에 가까운 새우 찾기 시도가 생성되었으며, 이는 무엇이 생물을 찾기 쉽거나 어렵게 만드는지에 대한 방대한 데이터를 과학자들에게 제공했습니다.

결과는 두 전략 사이의 명확한 차이를 보여주었습니다. 단색의 새우들은 전문가(specialists)처럼 행동했습니다. 초록색 새우가 초록색 바다 상추 위에 놓였을 때, 그것을 찾기는 매우 어려웠습니다. 갈색 새우가 갈색 와이어위드 위에 앉아 있을 때도 마찬가지로 안전했습니다. 하지만 이 전문가들은 잘못된 배경으로 옮겨졌을 때 처참하게 실패했습니다. 초록색 새우가 빨간 해조류 위에 있으면 거의 즉시 발견되었습니다. 그러나 투명한 새우들은 다른 게임을 하고 있었습니다. 그들은 일반론자(generalists)였습니다. 그들은 단 하나의 배경에서도 완벽하게 숨지는 못했지만, 거의 모든 배경에서 일관되게 찾기 어려운 상태를 유지했습니다. 빨간 해조류 위에서 투명한 새우들은 가장 찾기 힘들었습니다. 갈색 와이어위드 위에서도 갈고 있는 갈색 새우가 가장 잘 숨었음에도 불구하고, 투명한 새와는 여전히 매우 안전했습니다. 이는 투명성이 넓은 안전망을 제공하여, 동물이 완벽한 색상을 맞출 수 없을 때도 보호해 준다는 것을 보여주었습니다.

하지만 이 일반론자 전략에도 대가가 따릅니다. 연구진은 투명성이 특정 조건 하에서 쉽게 깨지는 취약한 위장이라는 것을 발견했습니다. 연구에 따르면, 새와 해조류 사이의 밝기나 색상 차이가 커질수록 투명한 새우는 단색의 새우보다 훨씬 더 쉽게 발견되었습니다. 단색의 새우는 색상이 약간 어긋나더라도 여전히 섞여 보일 수 있지만, 투명한 새우는 배경이 몸을 통과해 보이는 것에 의존합니다. 만약 배경이 새의 내부 구조와 비교하여 너무 밝거나 너무 어둡다면, 그 환상은 깨져버립니다. 또한, 크기도 투명 전략에 큰 영향을 미칩니다. 연구 결과, 새우가 커질수록 투명성은 효과가 떨어지는 것으로 나타났습니다. 작은 투명 새우는 찾기가 매우 어렵지만, 큰 새우는 윤곽이 뚜렷해지고 내부 장기가 차지하는 공간이 많아지기 때문에 탐지하기가 훨씬 쉬워집니다.

이러한 발견은 자연이 이 동물들에게 단 하나의 완벽한 숨바꼭질 방식만을 강요하지 않는다는 점을 시사합니다. 대신, 변화무쌍한 암초 웅통령의 환경은 두 전략이 공존할 수 있게 합니다. 단색의 새로들은 특정 종류의 해조류에 정착하여 시간이 지남에 따라 색을 변화시켜 맞출 수 있을 때 번성합니다. 투명한 새로는 이동해야 하거나 환경이 너무 다양하여 단일 색상이 효과를 발휘하기 어려울 때 번성합니다. 연구는 또한 빨간색 새우가 약간의 예외였다는 점을 언급했습니다. 그들은 빨간 해조류 위에서 초록색 새우가 초록색 해조류 위에서 그러했던 것만큼 잘 숨지 못했습니다. 연구진은 이것이 야생의 빨간 새우가 투명성을 어느 정도 혼합하고 있어 분류하기 어렵게 만들기 때문이거나, 혹은 게임을 하는 인간의 눈이 실제로 그들을 잡아먹는 물고기의 눈이 빨간색을 보는 방식과 다르기 때문일 것이라고 추측합니다.

궁극적으로 이 연구는 생존이 단 하나의 최고의 변장을 찾는 것이 아님을 강조합니다. 그것은 주어진 상황에 맞는 적절한 도구를 갖추는 것에 관한 것입니다. 배경이 끊임없이 변하는 세상에서, 한 가지 사물을 완벽하게 맞추는 전문가가 되는 것도 승리하는 전략이지만, 작고 빛이 적절하다면 어디에서나 섞여 들어갈 수 있는 일반론자가 되는 것도 승리하는 전략입니다. 카멜레온 새우는 단색의 몸과 투명한 몸의 혼합을 통해, 환경이 어떻게 변하더라도 사라질 수 있는 방법은 항상 존재하도록 진화가 여러 선택지를 열어둔다는 것을 우리에게 보여줍니다.