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Aug 20, 2023

거북이는 방향을 잡기 위해 지구의 자기장과 "양자 생물학"을 사용합니다.

거북이는 먹이, 짝, 둥지를 찾기 위해 장대한 코스를 그리며 바다에서 수천 마일을 이동합니다. 그들이 어디로 가는지 정확히 어떻게 찾는지는 오랫동안 과학자들을 당황하게 했습니다.

거북이는 먹이, 짝, 둥지를 찾기 위해 장대한 코스를 그리며 바다에서 수천 마일을 이동합니다. 그들이 어디로 가고 있는지 정확히 어떻게 찾는지는 자기장이 관련되어 있다고 의심했지만 거북이가 그것을 감지하는 정확한 메커니즘을 확신하지 못했던 과학자들을 오랫동안 당황하게 했습니다.

우리는 거북이가 부화한 해변과 같이 나중에 암컷이 알을 낳기 위해 돌아올 해변과 같은 위치의 자기적 신호를 인식하는 것처럼 보인다는 것을 알게 되었습니다. 우리는 자기권이 끊임없이 변화하고 거북이 둥지 위치가 동시에 이동하는 것으로 밝혀졌다는 것을 알고 있는데, 그들이 이 보이지 않는 힘을 어떻게 이해할 수 있습니까?

이 질문에 대한 몇 가지 답은 무는 거북이가 북쪽에서 남쪽으로 구분할 수 있는 방식(자발적 자기 정렬이라고 알려진 현상)을 조사한 연구에서 밝혀졌습니다. 한때 동물계에서는 드문 특성이라고 생각되었지만 버지니아 공과대학 생물과학과의 존 필립스 교수가 IFLScience에 말했듯이 이는 더 이상 사실이 아닙니다.

“자발적인 자기 정렬은 소부터 가재, 그리고 그 사이의 모든 동물에 이르기까지 모든 것에서 발견되었습니다. 나침반 방향처럼 목표 지향적이거나 이동 방향이 아닙니다. 기본적으로 그들은 북쪽과 남쪽으로 줄을 서고 있는 것입니다.”

"그것은 빛에 대한 반응이 자기장에 대한 정렬에 따라 달라지는 광수용체를 포함하는 양자 과정인 정말 이국적인 감각 시스템과 관련이 있다고 생각합니다."

이 현상을 설명하기 위해 필립스는 이를 광원을 응시하고 눈을 딴 후에 경험하는 이상한 시각과 비교합니다. 이러한 보색의 흐릿함은 현실에는 존재하지 않지만, 피로한 우리의 광수용체는 어쨌든 이를 인식하여 물리적으로 존재하지 않는 이미지를 제공합니다.

“자기장에서도 같은 일이 일어나면 자기장의 특정 정렬이 [광수용체를 만들어] 빛을 더 밝거나 더 어둡게 인식하게 됩니다. 그래서 우리는 그들이 이 패턴이 세상에 겹쳐지는 것을 본다고 추측합니다.”

이 초자연적 시각화는 목표 지향적인 지도나 나침반이 아니라 동물들이 공간 정보를 정리할 수 있게 해주는 일종의 그리드 시스템이라는 것이 필립스의 견해입니다. A지점에서 B지점으로 가는 경로를 그리는 대신, 지구 자기장은 어렴풋이 익숙한 환경에서 적절하게 방향을 잡는 데 도움이 됩니다.

유일한 문제는 우리가 상황을 혼란스럽게 할 수 있는 자기장이 점점 더 널리 퍼지는 세상에 살고 있다는 것입니다.

“동물을 매우 낮은 수준의 무선 주파수 신호에 노출시키면 자기 나침반이 작동하지 않게 됩니다.”라고 Phillips는 계속 말했습니다. “그리고 이것은 철새들에게서도 일어납니다. 쥐나 곤충에서는 이런 일이 도처에서 일어납니다.”

이러한 해로운 효과는 Lukas Landler와 동료(그 중 한 명은 Phillips)의 2015년 연구에서 분명하게 나타났습니다. 이 연구에서는 무선 주파수에 대한 노출이 방향 감각에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 무성 거북이를 실험실로 데려왔습니다. 실험 조건에서는 거북이가 자북 방향으로 정렬할 수 있었지만 낮은 수준의 무선 주파수에 노출된 후에는 더 이상 정렬할 수 없다는 사실이 발견되었습니다.

“이것이 시사하는 바는 그들의 인식과 그들이 보는 패턴이 전자기 환경, 존재하는 무선 주파수에 달려 있다는 것입니다.”라고 Phillips는 말했습니다. "따라서 무선 주파수는 단순히 새로운 패턴을 인식하지 못하기 때문에 자기 나침반을 망칠 수 있습니다."

지구 자기장은 거북이가 세상을 이해하기 위해 의존하는 여러 단서 중 하나입니다. 천체 정보는 부화된 새끼가 해변에서 벗어나는 데 도움이 되지만, 인프라 증가로 인해 자기 입력이 흐려지는 것처럼 인간의 발전도 여기서 문제가 됩니다. 아기 거북이는 바다를 찾아 가장 밝은 지평선으로 향한다고 생각되지만, 자연광이 나이트클럽의 합성 빛에 의해 압도당하면 잘못된 길로 갈 수 있습니다.