항로 개척자들

「깨어라!」 영국 제도 통신원 기

‘크리스토퍼 콜룸부스’, ‘바이킹’족들, ‘폴리네시아’인 항해사들 및 ‘노아’가 공통적으로 소유하고 있던 것은 무엇이었는가? 그것은 어떤 새들이 날아가는 것을 보고 육지가 있는 방향을 알아낼 수 있는 지식이었다.

당신은 ‘콜룸부스’가 처음으로 대서양을 횡단하는 항해를 할 때에 초저녁에 많은 새들이 서남쪽으로 날아가는 것을 보고 서쪽으로 가고 있던 그의 항로를 서남쪽으로 바꾼 사실을 알고 있는가? 그는 수일 후에 ‘바하마스’ 섬들을 발견하게 되었다.

새들은 놀라운 항로 개척자들이다. 그들이 가지고 있는 묘기 몇 가지를 알아 보도록 하자. 이주를 하지 않는 ‘양부모’가 키운 ‘뉴우지일랜드’의 구리빛 뻐꾸기들은 어릴 적에도 대단한 항행 기술을 발휘하여 공허한 대양을 횡단하여 북쪽으로 4,000‘킬로미터’의 거리를 날아 ‘솔로몬’ 제도까지 나른다. 거대한 섬새들이 ‘스코틀랜드’의 북쪽에 있는 ‘셰틀랜드’ 제도에서 발견되기도 한다. 하지만, 산란기가 다가오면 이들은 수백만 마리씩 떼를 지어 멀리 남쪽으로 ‘아프리카’의 남단에 있는 ‘트리스탄다구냐’ 제도까지 되돌아간다. 날지 못하는 ‘펭귄’까지도 이와 같은 귀소(歸巢) 능력을 가지고 있다. ‘아델리아’종 ‘펭귄’들을 그들의 서식지에서 3,000‘킬로미터’ 떨어진 곳인 남극 빙하 지대에 풀어 놓았는데, 그들은 서식지로 되돌아갔다.

이러한 항행은 모두 주의깊게 증명되어 왔다. 새의 다리에 주소와 그 새를 발견하는 사람에게 발견된 장소를 알려 달라는 내용이 담긴 쪽지를 매어 날려 보낸다. 되찾아온 새는 몇 마리 되지 않았지만, 이 방법으로 과학자들은 많은 이주하는 새들의 항로 도표를 만들어 낼 수 있게 되었다.

근년에 들어와서는 새들이 이주하는 노선을 ‘레이다’로 탐지해 왔다. 어떤 새들에게는 소형 무전기를 장치하여 그들이 이주하는 노선들을 알아 낼 수 있게 되었다. 그러나 현재까지 우리가 알고 있는 많은 지식은 대부분 실험실의 실험을 통해 얻은 것이다. 이러한 실험의 얼마를 조사해 보기 전에 인간 항해사들이 목적지에 도착하기 위해서 필요한 것이 무엇인지를 알아 보면 한층 더 도움이 될 것이다.

우리 가족이 ‘피크닉’을 갔다고 상상해 보자. 자동차를 세워 놓고 식사를 하기 위해 숲속으로 어딘가 깊숙히 들어갔다가 저녁이 되어 돌아올 때에 길을 잃고 이리 저리 헤매게 되었다고 가정해 보자. 자동차가 있는 곳을 알아 내기 위해 필요한 것은 무엇인가? 두 가지 즉 지도와 나침반이다. 지도에는 자동차가 있는 위치와 현재 우리가 있는 위치가 표시되어 있어야 한다. 하지만, 방향을 잡을 수 없다면, 이 지식만으로는 아무런 도움이 되지 못할 것이다. 우리에게는 올바른 방향을 알려 줄 나침반 같은 것이 필요하다.

잘 아는 도시에서는 머리 속에 지도가 새겨져 있기 때문에 지도나 나침반을 가지고 다닐 필요가 없다. 새들의 두뇌에도 지도가 새겨져 있는가? 새들은 어떻게 나침반의 방위를 알아내는가?

새들은 어떻게 항행하는가?

많은 연구 끝에, 어떤 새들은 낯선 곳에 갖다 놓아도 곧장 둥지가 있는 곳으로 날아 올 수 있다는 것이 잘 증명되었다. 이 사실은 그들이 낯익은 표적물을 찾기 위해 우선 하늘에서 선회함으로써 진로를 알아 낼 수 있다는 생각을 배제한다. 이러한 새들은 진짜 항행을 할 수 있다. 항행을 한다는 것에는 가을에는 남쪽으로 그리고 봄에는 북쪽으로 정상적인 이주를 하기 위해 날아 가는 것 이상이 포함된다. 그들이 어떤 방법으로 방향을 잡는가 하는 것은 아직도 신비에 싸여 있다. 바꾸어 말하자면, 새들이 가지고 있을지도 모르는 성질의 “지도”는 밝혀지지 않고 있다는 것이다. 그러나 오늘날 몇가지 알려지고 있는 것은 새들이 일정한 방향으로 날기 위해 귀소 본능을 사용할 수 있다는 것이다.

다시 우리 가족의 경우를 생각해 보자. 아버지가 ‘포켓’에 지도를 가지고 있어 자기 가족이 있는 위치를 알아 내기 위해 그 지도를 사용한다고 가정해 보자. 아버지는 자동차가 있는 곳을 알고 있으므로 자동차가 있는 곳으로 가기 위해서는 동남쪽으로 가야 한다는 것을 인정한다. 그러나 어느 방향이 동남쪽인지 어떻게 알아 낼 수 있는가? 하늘이 청명할 경우라면, 시계와 태양을 사용하여 남쪽 방향을 알아낼 수 있다. 어떻게? 시계를 수평으로 하여 시침이 태양을 가리키게 한다. 태양은 매 시간 약 15도씩 이동하는 것 같다. 시계의 문자판 위의 연속되는 두시간 사이의 각도는 30도이다. 그러므로 시침과 “12” 사이에 중간 선을 그으면 그 선이 대강 남쪽 방향을 가르킨다. 이제 동남쪽을 알아 내는 문제는 간단하다. 이와 마찬가지로 새들도 방향을 알아 내기 위해 태양을 사용할 수 있는가?

주간 방향 측정

1949년에 ‘구스타프 크라메르’는 북 모양으로 만든 새장에 비둘기를 넣고 그 가장자리에 빙 둘러 모양이 꼭 같은 12개의 모이를 담은 ‘컵’을 고정해 놓았다. 그는 이 실험을 통하여 새들로 하여금 어떤 특정한 방향에 있는 ‘컵’들에서 모이를 먹도록 훈련시킬 수 있다는 것과 새들이 방향을 알아내는 데 태양을 사용한다는 것을 알게 되었다. (흐린 날에는 새들은 아무 ‘컵’에서나 모이를 먹었다) 이 실험으로 비둘기들이 하늘에서 태양이 움직임에 따라 그 움직임을 알아낼 수 있는 일종의 시계를 몸 안에 가지고 있다는 증거가 밝혀졌다.

‘크라메르’는 찌르레기(새)를 사용함으로써 자기의 실험 결과를 확인해 보았다. 그는 이전과 마찬가지로 새들이 어떤 특정한 ‘컵’에서 모이를 먹도록 훈련시켰다. 그 다음에 태양 대신에 회전등을 사용했다. 그 새들은 이것을 태양인 줄 알고 매 시간 15도씩 ‘컵’을 옮겨가면서 다른 ‘컵’에서 모이를 먹었다. 실제로는 태양이 뜨고 지는 것을 모방하기 위해서 등을 수평으로 움직이지 않고 상하로만 움직였다.

현재 여러 종류의 새들이 태양과 그들의 몸 안에 있는 일종의 시계를 사용함으로써 계속 한 방향으로 정확하게 날아 갈 수 있음이 밝혀졌다. 그들의 측정은 얼마나 정확한가? 방향을 잡는 데 단 1도의 착오가 생겨도 그들의 진로는 적도에서 약 110‘킬로미터’나 빗나가게 될 것이다. 그들의 시계에서 4분의 착오가 생겨도 똑 같은 결과가 생길 것이다. 새들은 항로 개척자로서 그 정확성으로 유명하다.

다시 우리 가족의 경우를 생각해 보자. 우리 가족이 밤이 되기까지 기다린다면 별들을 태양보다 더 정확한 나침반으로 사용할 수 있을 것이다. 새들도 그렇게 할 수 있는가? 그런 것 같다. 그래서 밤에만 이주하는 새들이 많다.

야간 방향 측정

1950년대에 들어와서 독일인 ‘프란츠 샤우에르’는 새들이 별들을 길잡이로 사용할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것을 최초로 증명했다. 그는 검은머리새와 정원의 휘파람새를 사용했다.

보다 최근에 들어와서 ‘스테픈 E. 에믈렌’은 북미산의 피리새를 가지고 실험을 해 보았다. 그는 새들의 움직임을 기록하도록 고안된 새장에 새들을 넣어 인공으로 만든 천문관 안에 넣었다. 이주 시기가 다가오자 새장 밖에 있었을 때 그 시기에 보아왔던 동일한 하늘을 새들에게 보게 하였다. 이 새들은 그 천문관이 알려 주는, 그들이 정상적으로 이주를 하던 방향인 남쪽 방향으로 날아가고자 하는 경향을 현저하게 나타냈다. 흥미롭게도, 피리새들은 개개의 별들이나 성좌가 아니라 하늘이 어떤 고정된 한점을 중심으로 계속 회전하고 있다는 것을 인식하는 것 같았다.

이것을 시험해 보기 위해 ‘에믈렌’은 둥지에 있는 피리새들을 잡아서 실제 하늘을 전혀 보여 주지 않고 실험을 해 보았다. 그는 사실과는 달리 천문관 안에서 하늘을 북극성을 중심으로 해서가 아니라 ‘베텔케우스’ 별을 중심으로 해서 회전시켜 보았다. 이주 시기가 다가오자 이 어린 피리새들은 그들이 분명히 남쪽이라고 생각하던 방향으로 날아 가고자 했다.

물론, 이 시기에는 대개 하늘이 흐리다. 등산을 하는 가족이 방향을 알아낼 수 있는 나침반을 가지고 있다면 아무런 문제가 없을 것이다. 그러나 새들이 흐린 날에 어떻게 방향을 알아내는가?

자기가 하나의 요소인가?

1885년에 ‘A. 폰 미덴도르프’는 새들이 지구의 자장을 알아내는 감각을 가지고 있으며 이것에 의해 진로를 알아낸다고 주장했다. 이 가정은 수 차례의 실험을 거쳤으나 부정적인 결과로 그쳤다. 물새와 같은 작은 새가 자기(磯氣)를 탐지할 수 있는 것은 이해가 안가는 일이다. 하지만 근년에 들어와서, 적어도 어떤 종류의 새들은 방향을 알아내는 데 지구의 자장을 이용한다는 증거가 발견되었다. 어떠한 증거가 발견되었는가?

구름이 짙게 끼인 하늘 아래서 귀소성(歸巢性)이 있는 비둘기들이 빠른 속도로 이동하는 일이 여러 번 목격되었다. 그래서 실험가들은 흐린 날에 둥지로 날아올 수 있는 능력을 나타낸 새들에게 조그만 자석들을 장치했다. 그들은 모두 길을 잃고 말았다. 그들이 방향을 상실하였는데, 그것은 분명히 그들에게 장치한 자석들이 그들 주위의 자장을 방해했기 때문이다. 또 다른 실험에서는 비둘기의 눈에 불투명한 ‘콘택트 렌즈’를 끼웠다. 그들은 단지 몇 ‘야아드’의 앞만 볼 수 있었지만, 놀랍게도 많은 수가 130‘킬로미터’를 여행한 후에도 200‘미터’의 비둘기 장에서 날 수 있었다.

어떤 사람들은 이주하는 울새들을 새장에 가두어 실험해 보았다. 이주 시기가 다가오자 울새들은 이전에 정상적으로 날아 갔던 방향으로 나란히 섰다. 지구의 자장이 새들을 인도하는가? 그러한 것 같다. 왜냐 하면, 실험가들이 자장을 변경시키기 위해 전기 ‘코일’을 사용함으로써 울새로 하여금 다른 방향으로 날아 가게 할 수 있었기 때문이다.

과학자들은 아마 아직 모든 양상을 확실히 모른다고 생각하고 있다. 그들은 현재 저주파 소리, 편광(偏光) 냄새 및 대기 압력의 변화 등을 이용해서 어떻게 새들의 항행하는 일을 도울 수 있는가를 연구하고 있다. 일부 다른 과학자들은 또한 어떤 새들의 자기를 탐지하는 방법을 확실하게 밝히고자 연구에 몰두하고 있다.

마침내 신비가 밝혀지겠지만, 이미 우리에게 여러 가지 놀라운 사실들이 밝혀진 것처럼 앞으로도 분명히 이 분야에서 놀라운 사실들이 더 밝혀질 것이다.