1. 소개
거북이는 해저 굴에 알을 낳습니다. 45~55일의 잠복기가 지나면 배아는 달걀 껍질을 통과합니다. 며칠 후면 거북이들이 해변에 모여듭니다. 그런 다음 모래 표면이 식으면서 둥지에서 나와 야행성 출현을 촉진합니다. 몇 분 후 그들의 우선 순위는 바다로 기어가는 방향을 결정하는 것이었습니다. 이른바 "바다 탐색"이었습니다. 일반적으로 해변의 표면은 거칠기 때문에 새끼 거북이가 둥지에서 50m 이상 떨어진 곳에서는 바다를 직접 보기가 어렵습니다. 실험에 따르면 신생아는 두 세트의 시각적 신호를 사용하여 기어가는 방향을 결정했습니다. 한 가지 단서는 모래 언덕을 향한 풍경과 반대 방향의 장애물이 없는 낮은 풍경 사이의 높이 차이인 수평선 높이입니다. 거북이는 높은 곳에서 낮은 곳으로 올라갑니다. 두 번째 단서는 두 시야각 사이의 빛 강도의 차이입니다.
별빛과 달빛은 바다 표면에서 반사되지만 육지의 식물에는 흡수됩니다. 결과적으로 바다를 향한 조도는 육지를 향한 조도를 초과합니다. 거북이는 양의 광축으로 행동의 차이에 반응합니다. 이 광도 차이는 육지와 바다 사이의 수평선 높이가 눈에 띄지 않는 낮고 평평한 섬과 해변에 둥지가 퇴적될 때 특히 중요합니다. 마지막으로 바다에서 수색하는 동안 부화자들은 수평 시야는 넓지만 수직 시야는 좁은 신호에 가장 민감합니다. 이 선택성은 지각할 수 있는 방향 신호를 제공하지 않고 대신 두 가지 강도에 초점을 맞추는 외부 "오버헤드" 시각적 자극을 제외합니다. 및 해수면 크립의 방향을 결정하기 위한 유용한 고도 신호. Neptune의 탐사를 이끄는 신호는 수년 동안 알려져 왔지만 둥지 해변의 스펙트럼 분포와 빛의 강도가 방향 응답에 의존하기 때문에 신중하게 정량화되지 않았습니다. 예를 들어, 많은 연구에서 유아가 근자외선 및/또는 가시광선에 어떻게 반응하는지 탐구했지만 둥지에서 사용할 수 있는 야간 조명의 스펙트럼 분포를 체계적으로 측정한 연구는 알지 못합니다.
또한 바다거북의 행동 광축 임계값과 파장을 비교하거나 결정할 수 있는 연구는 없습니다. 대신 실험은 강도와 파장을 임의로 선택하여 새끼를 부화시키는 방법에 초점을 맞추었습니다. 이 빛은 바다를 찾는 데 방해가 되기 때문에 거북이에게 심각한 위협이 됩니다. 결과적으로 새끼의 사망률이 크게 증가합니다. 특성에 대한 연구에서 특정 파장이 다른 파장보다 더 매력적이거나 방향성 거동을 방해한다고 제안하지만, 그들은 바다 방향 정확도를 최적화하기 위해 중첩 해변에 존재하는 자연광 분포에 어떻게 반응하는지 조사했지만 통찰력을 제공했습니다.
2. 결과
2.1. 현장 측정
2017년 6월 11일 Ocean Ridge, 6월 21일(반달), 6월 30일(초승달), 7월 9일(보름달), 7월 18일(반달), 7월 24일(초승달) 해변에서 Juno 방사선 측정을 했습니다. 인근 도시(델레이 비치)에서 하늘에 인공 조명이 나타나 해령의 밝기를 더한다. 예상대로 보름달은 보름달이나 초승달 밤보다 광도 측정값이 더 높습니다. 두 지점 모두에서 바다 방향의 광도 수준은 모든 파장에서 육지 방향의 광도 수준보다 높습니다. 달의 위상에 관계없이 평균 근자외선 광도(340, 360 및 380나노미터)는 두 위치 모두에서 가시광도(400-600나노미터)의 평균을 초과합니다.
2.2. 광축 임계값
55개 둥지에서 태어난 총 5038마리의 녹색거북과 28개 둥지에서 태어난 1988마리의 바다거북을 사용하여 종별 광축 임계값을 측정했습니다. 아기는 14개의 자극 파장 각각에 끌립니다. 이 두 종은 360~500nm 사이의 파장에 가장 민감하기 때문에 두 종은 매우 유사한 동작 임계값을 나타냅니다. 이 파장의 임계값은 어둠 속에서 초승달이 측정한 광도보다 최소 2단위 낮습니다.
3. 토론
3.1. 현장 측정
우리의 연구는 플로리다 동부 해안에 있는 두 개의 중첩 해변에서 조명에 대한 첫 번째 세부 측정값을 제공합니다. 이상적으로 이러한 측정은 해안 개발 및 수반되는 인공 조명에 노출되지 않는 위치에서 이루어져야 합니다. 그러나 플로리다의 해안 지역은 이 기준을 충족하는 곳이 거의 없으며 많은 수의 거북이가 둥지를 틀고 있습니다. 우리는 연구를 위해 Ocean Ridge와 Juno Beach를 선택했습니다. 전자는 낮거나 중간 밀도의 둥지 거북이를 끌어들이고 후자는 주에서 킬로미터당 둥지 거북이 밀도가 가장 높기 때문입니다. 이러한 "자연적인" 위치에 존재하는 스펙트럼과 시간과 공간에 따라 스펙트럼이 어떻게 변하는지 측정하는 것은 유기체가 시각적 환경을 사용하는 방법을 이해하는 첫 번째 단계입니다. 이러한 측정값은 개방된 육상 서식지와 산림 군집으로 덮인 담수와 해양 깊이 사이에서 다른 것으로 알려져 있습니다. 불행히도 이러한 데이터는 일반적으로 조도 측정의 형태로 제공됩니다. 아기가 수평선 근처의 신호에 가장 민감하기 때문에 해일을 찾을 때 더 적절한 측정은 광도입니다. 우리는 육지, 바다 및 바다거북을 유인하는 것으로 알려진 파장 범위를 측정하여 이 정보를 제공합니다.
3.2. 더 짧은 파장의 빛에 더 민감한 이유
두 종에 대한 우리의 광축 임계값은 녹색 및 빨간 머리 새끼가 360에서 500nm 사이의 파장에 가장 민감하다는 것을 보여줍니다. 이 결과는 거북이가 500nm 이상의 파장보다 이러한 파장이 더 매력적이라는 것을 보여주는 다른 연구와 일치합니다. 왜 이런 편견이 생기는 것일까요? 해변에서 측정된 스펙트럼에서 생존 이점이 무엇인지는 불분명합니다. 예를 들어, 물에서 많은 해양 척추동물의 막대 시각 색소는 먹이를 찾는 경향이 있는 깊이에서 광자를 최대로 포착하도록 조정됩니다. 채집 깊이가 증가함에 따라 안료 감도는 가장 투과적인 파장으로 이동하는 경향이 있지만 약간 다른 경향이 있습니다. 레더백과 레더백 모두 동일한 파장에 가장 민감하지만, 레더백은 레더백보다 주파수 위아래의 파장 튜닝에 더 민감하고, 레더백은 더 넓은 범위의 더 낮은 깊이에 더 민감합니다.
파장은 더 민감합니다. 밝은 서식지의 얕은 해초 목초지에서 먹이를 찾는 녹색 거북이는 바다거북보다 더 넓은 범위의 빛 파장에 더 민감합니다. 데이터는 스펙트럼 파장 분포, 수용체 감도 및 행동 편향 사이의 이러한 관계를 나타내지 않았습니다. 우리는 둥지 해변의 밝기가 더 짧고 긴 파장에서 점차적으로 증가한다는 것을 발견했습니다. 그러나 이 변화의 크기는 달의 조도 변화와 관련된 광도 차이보다 작습니다. 이를 바탕으로 우리는 쓰나미 탐색 동안 단파장 빛에 대한 인큐베이터의 매력이 둥지 해변에서 발생하는 스펙트럼 광도 변화와 무관할 가능성이 있다고 결론지었습니다.
3.3 해양 탐지 및 자외선 탐지
이 연구에서 우리는 녹색 거북이와 밤색 부화자가 340에서 600nm 사이의 파장에서 광축 임계값에서 유사한 감도 패턴을 나타낸다는 것을 행동적으로 보여줍니다. 두 종은 360nm에서 500nm 사이의 파장에 가장 민감했으며, 주노 비치의 가장 어두운 밤에서 측정된 수준보다 거의 2단위 높은 대수광 수준에서 응답했습니다. 거북이의 눈이 희미한 빛에서 보도록 설계되지 않았다는 점을 감안할 때 이 감도는 달빛이 없을 때 간상체 수용체에 의해 매개될 가능성이 있습니다. 녹색 거북이 막대는 최대 500-505nm의 파장을 갖지만 파장이 망막에 도달했다고 가정하면 UV 감지도 가능하게 하는 두 번째 흡수 피크가 있습니다.
녹색 거북이의 경우 각막, 수정체 및 유리체가 340nm 이상의 파장에서 에너지의 70% 이상을 수용체 층으로 전달할 수 있기 때문에 이 가설이 가능합니다. 그러나 막대 광학의 흡수는 최대 및 작은 감마 대역 사이에서 감소하기 때문에 시력이 막대 매개인 경우 거북이는 "최고" 흡수 영역 임계값 사이에서 대략 동일한 광축을 보일 것입니다. 처럼 보이지 않는다 또 다른 가설은 녹색 거북이가 근자외선 아래에서 μmax의 시각 색소를 포함하는 원뿔 수용체를 가질 수 있다는 것입니다. 녹색 거북이의 원뿔에는 자외선에 가까운 투명한 기름 방울이 있습니다. 민물 거북 붉은 귀 거북도 마찬가지입니다. 슬라이드의 미세 분광 광도 분석에 따르면 원뿔에는 372 nm에서 최대 μm의 시각적 안료가 포함되어 있습니다. 불행히도, 녹색 거북이의 빛 흡수 특성은 다음과 같습니다. 단파장에 민감한 원뿔은 현재 알려져 있지 않습니다. 그러나 Skyler가 제안한 색 공간 모델은 최대 감도가 365nm여야 한다고 예측합니다.
사실, 녹색 거북이와 붉은 거북이가 모두 자외선에 특히 민감한 원뿔을 가지고 있다면 가시광선의 단파장을 반사하는 물체(440nm에서 원뿔 세포에 의해 감지됨)와 자외선을 반사하는 물체를 구별할 수 있습니다. 이러한 수용체를 근자외선 수용체와 결합하면 육지 지평선과 바다 지평선을 구별하는 데 유용한 단서가 될 수 있을 뿐만 아니라 자외선과 짧은 가시광선 파장을 반사하는 물체의 색상 변화로 인한 광도 차이도 제공될 수 있습니다. 이 능력은 다양한 상황에서 나이든 거북이의 생존과 번식을 돕습니다. UV에 민감한 콘이 밤에 바다거북이 둥지를 틀고 있는 해변의 황혼에 반응할 수 있는지 여부는 결정되지 않았습니다. 흥미롭게도 Granda와 O'Shea는 파장에 반응하는 원뿔이 더 긴 파장에 반응하는 원뿔보다 적응광에 의해 더 쉽게 파괴된다는 것을 발견했습니다. 간상체와 원추체 사이의 감도 변화는 파충류에서 발생하는 것으로 알려져 있지만 바다 거북에서 이러한 현상을 문서화한 보고는 없습니다.