1. 배경
인간의 감각에 의해 지각되는 지하 환경은 종종 어둡고 방향 감각을 상실하며 거의 특징이 없는 영역입니다. 바다에서의 가시성은 탁도와 빛의 산란 증가로 인해 공기에 비해 크게 감소합니다. 눈에 보이는 랜드마크는 거의 없으며 하늘색 편광 패턴이나 태양과 별의 위치와 같은 천체 신호는 얕은 영역이 매우 깨끗한 조건에서 감지할 수 없습니다. 이러한 조건에서 일정한 방향을 유지한다는 아이디어가 없고 확실히 특수 장비 없이는 인간이 한 장소에서 다른 장소로 정확하게 탐색하는 것이 불가능해 보입니다. 그러나 지구 표면의 70% 이상이 바다로 덮여 있으며 수많은 해양 동물이 밤낮으로 2시간 동안 밤낮으로 배회하며 종종 놀라운 정확도로 먼 거리를 가로질러 배회합니다.
깊은 물에 잠수한 적이 있는 사람은 육지보다 바다에서 사용할 수 있는 방향 신호가 더 적다는 결론을 내릴 것입니다. 그러나 우리의 감각은 지각에 최적화되어 있지 않습니다. 해양 환경의 자극은 바다에서 진화한 동물이 동일한 한계를 갖는다거나 우리가 감지할 수 없는 환경 신호가 다른 종에 의해 쉽게 감지되지 않는다는 것을 의미하지 않습니다. 연구는 해양 동물의 여러 가지, 때로는 예상치 못한 감각 능력을 밝혀냈습니다. 예를 들어, 부화하는 거북이는 방향 신호로 바다 파도를 사용하고 파도 전파 방향을 결정하기 위해 가속 시퀀스를 감지합니다. 상어는 예리한 전기 감각을 가지고 있어 먹이를 감지하고, 돌고래는 초음파로 멀리서 물체의 특성을 감지하고, 게는 수압을 감지하여 수심을 감지할 수 있습니다. 따라서 바다에서 방향을 확인하고 항해하는 데 어려움이 있는 것은 우리 자신의 감각 시스템이 아니라 그곳에 사는 동물의 감각을 통해 해양 환경을 지각하려는 데 있습니다.
바다에 존재할 수 있는 많은 감각 신호 중에서 지구의 자기장은 특히 널리 퍼진 환경적 특징입니다. 대부분의 다른 별자리와 비교하여 필드는 낮과 밤이며 날씨와 계절의 영향을 받지 않으며 가장 얕은 바다에서 가장 깊은 바다까지 모든 곳에서 발견됩니다. 따라서 많은 해양 동물이 지구의 자기장에서 유용한 방향 및/또는 위치 정보를 얻는 능력을 개발했다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 여기에서 우리는 잘 연구되었지만 계통 발생학적으로 다양한 세 해양 동물인 바다 거북 카레타, 가시 랍스터 Panulurius argus 및 바다 민달팽이 Tritonia diomedea의 자기 위치, 탐색 및 신경 윤리학에 대한 최근 발견을 강조합니다. 이 모든 동물은 행동, 서식지 및 각 종의 이동 거리가 매우 다양하지만 움직임을 안내하기 위해 적어도 부분적으로는 지구의 자기장에 의존합니다.
2. 지구 자기장의 방향 및 위치 정보
지구 자기장에서 얻을 수 있는 정보에는 최소한 두 가지 유형이 있습니다. 방향 또는 나침반 정보를 통해 동물은 북쪽이나 동쪽과 같은 특정 방향으로 일관된 방향을 유지할 수 있습니다. 위치 정보는 동물의 지리적 위치를 평가하는 데 도움이 되어 이동 경로를 따라 적절한 방향으로 또는 집과 같은 특정 목적지로 이동할 수 있습니다. 자기 나침반은 다양한 동물에 존재하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 나침반을 소유한 것으로 알려진 해양 동물에는 상어, 가시 가재, 거북이, 등각류, 연어 등이 있습니다. 그들의 위치나 지도 정보의 사용에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 그러나 지난 10년 동안 적어도 두 마리의 해양 동물, 바다 거북과 가시 가재가 지구의 자기장에서 위치 정보를 얻을 수 있다는 증거가 증가하고 있습니다.
2.1. 부화 거북이와 국부 자기장
어린 바다거북은 가장 길고 장엄한 바다 이동을 합니다. 아기들은 플로리다 동부 해안의 해변을 따라 부화하고 둥지에서 나와 해변을 건너 바다로 이동한 다음 걸프 스트림, Sargasso Sea 주변 순환 및 북대서양 자이로스코프로 이동합니다. 젊은 붉은 갈매기는 적어도 몇 년 동안 철새 시스템에 남아 있으며, 그 기간 동안 많은 붉은 갈매기가 동부 대서양을 건너 미국 남동부 해안을 따라 먹이를 찾는 지역으로 돌아갑니다. 북대서양 축의 물은 새끼들에게 영양이 풍부한 환경을 제공하지만 자오선에서 멀리 떨어진 극도의 위도는 종종 치명적입니다. 동류는 순환의 북쪽 가장자리가 포르투갈에 접근함에 따라 방향을 전환합니다. 북부 지부는 영국 전역에 계속되어 수온이 급격히 떨어졌습니다. 이 해류에서 북쪽으로 휩쓸린 적들은 곧 추위로 죽을 것입니다. 마찬가지로, 자이로스코프의 남쪽을 탐색하는 거북이는 남대서양 해류로 끌어들여 나르를 정상 범위에서 멀리 떨어뜨릴 수 있습니다. 따라서 회랑의 극한 위도를 식별하고 적절한 방향으로 대응하는 기능은 다음과 같습니다. 상당한 적응 가치가 있습니다.
2.2. 랍스터의 자체 항법
어린 바다거북이 지역 자기장을 탐색 표지로 사용한다는 발견은 동물이 장거리 여행 중에 지구 자기장의 위치에 대한 정보를 사용할 수 있음을 시사합니다. 그러나 최근 결과는 자기장 정보가 장거리 해양 동물의 위치 파악에도 사용될 수 있음을 시사합니다. 카리브해 가시 랍스터 Panulurius argos는 카리브해와 미국 남동부의 단단한 바닥 산호초에 서식합니다. 야행성 먹이로 그들은 틈새와 굴에서 하루를 보냅니다. 야행성 섭식 여행 중에 바닷가재는 굴에서 상당한 거리를 이동하고 여행이 끝나면 같은 굴이나 근처의 다른 굴로 돌아갑니다. 태그 지정 및 탈환 연구에 따르면 랍스터는 포획 장소에서 몇 킬로미터 떨어진 곳에서 집으로 돌아갈 수 있습니다. 가시 가재는 자기 나침반의 감각을 가지고 있지만 이 동물의 명백한 능력은 테스트 후 특정 지역으로 돌아가는 것입니다.
변위는 또한 지리적 목표 지역과 관련된 위치를 결정하는 능력을 보여주었습니다. 동물은 친숙한 환경, 목적지의 신호 또는 외부 여행 중에 수집한 정보에 의존하지 않고 가본 적이 없는 위치로 이동하고 목표물에 대한 상대 위치를 결정할 수 있다면 "진정한 항해"가 가능하다고 합니다. . 최근까지 진정한 뱃사람으로 판명된 소수의 동물은 척추동물이었습니다. 대조적으로, 주의 깊게 연구된 소수의 무척추 동물은 경로 통합, 랜드마크 인식, 나침반 방향 및 낯선 영역에 들어가는 것을 보상하지 않는 기타 메커니즘을 사용하여 특정 위치로 돌아가는 것으로 밝혀졌습니다.