과학자들은 자유롭게 날아다니는 송버드의 이동 생활 방식의 에너지 비용을 정량화합니다.
Max Planck 동물 행동 연구소(MPI-AB)의 연구에 따르면, 수백만 마리의 새가 매년 겨울을 피해 이동하지만, 더 따뜻한 기후에서 시간을 보내는 것은 에너지를 절약하지 못한다고 합니다. 과학자들은 야생 검은 새에 이식한 소형 로거를 사용하여 가을부터 이듬해 봄까지 30분마다 새의 심박수와 체온을 자세히 측정했습니다. 이는 자유 비행 새의 생리학을 이 규모로 전체 겨울철에 걸쳐 지속적으로 정량화한 최초의 사례입니다. 이 데이터는 이동 및 거주 전략의 진정한 에너지 비용에 대한 전례 없는 통찰력을 제공하며 이동 전에 에너지를 절약하기 위해 이동자가 사용하는 이전에 알려지지 않은 메커니즘을 보여줍니다. 이 연구 결과는 9월 18일 Nature Ecology & Evolution 저널에 게재되었습니다.
"우리는 새들이 추운 겨울을 피해도 전반적인 에너지 이점을 얻지 못한다는 사실을 발견할 줄은 전혀 예상하지 못했습니다." 연구의 제1 저자이자 MPI-AB의 연구원인 닐스 리넥의 말입니다. "동물들이 더 따뜻한 곳으로 이동하면 에너지를 덜 쓴다는 것은 오랫동안 교과서에 나오는 가정이었지만, 우리의 연구 결과는 이러한 절약이 맞지 않는다는 것을 보여주었습니다. 오히려 이동의 에너지는 이론에서 예측한 것보다 훨씬 더 복잡하고 흥미롭습니다."
동물의 이주는 동물이 계절 변화에 적응하는 방식을 보여주는 훌륭한 사례입니다. 그러나 궁극적인 질문인 '왜?'는 장기간에 걸쳐 자유 생활 동물의 생리학을 연구하는 데 장벽이 있기 때문에 과학적 퍼즐로 남아 있습니다. 새로운 논문에서 MPI-AB와 예일 대학의 연구자들은 전체 연간 이동에 대한 검은 새의 에너지 소모를 측정하는 센서를 배치한 다음 생리적 데이터를 모델링과 결합하여 체온 조절의 예측 에너지 비용을 계산함으로써 퍼즐의 중요한 조각을 풀었습니다.
센서에서 얻은 데이터에 따르면, 철새 검은새는 출발 3주 전에 신진대사를 감소시켜 철새를 준비하면서 상당한 에너지를 보존했으며, 이는 철새 비행의 에너지 비용을 잠재적으로 압도할 수 있습니다. Linek은 "그들은 본질적으로 내부 온도 조절 장치를 낮추어 앞으로의 여정을 위해 에너지를 절약합니다."라고 말합니다. 그러나 철새가 더 따뜻한 겨울철 지역에 있을 때는 총 일일 에너지 소비가 감소하지 않는 것으로 보입니다.
"이것은 우리가 예상했던 것이 아니었습니다." Yale Center for Biodiversity and Global Change의 연구 공동 1저자인 Scott Yanco가 말했습니다. "우리가 연구에서 한 에너지 모델링은 온화한 기후에서 난방을 유지하는 비용이 상당히 감소했기 때문에 이주가 확실히 에너지 잉여를 만들어낼 것이라고 예측했습니다."
그렇다면 이 이주민의 이론적 에너지 잉여는 어디로 갔을까요? 리넥은 "지금은 추측만 할 수 있지만, 이주민 검은새가 더 온화한 월동지에서 직면하는 다른 생리적 적응이나 숨겨진 비용이 있을 수 있다고 제안합니다. 여기에는 새로운 환경에서 경계를 유지해야 할 필요성, 면역 기능 또는 경험해야 할 열적 이점을 상쇄하는 알려지지 않은 스트레스 요인과 같은 요소가 포함될 수 있습니다."라고 말합니다.
이 팀은 독일 남부의 검은 새와 함께 작업했습니다. 유럽 전역의 많은 개체군과 마찬가지로 독일 검은 새 개체군은 "부분적으로 철새"입니다. 즉, 일부 개체는 스페인과 프랑스와 같은 온화한 지역에서 겨울을 보내기 위해 남쪽으로 이동하고, 다른 개체는 일년 내내 추운 번식지에 거주합니다. 연구자들은 120마리의 야생 새에 소형 심박수 및 체온 로거를 수술적으로 이식했습니다. 로거는 9월부터 이듬해 5월까지 30분마다 데이터를 기록했으며, 이 장치는 장치가 제거되었습니다. 이 팀은 또한 무선 송신기로 새를 추적했는데, 이는 철새가 9월에 독일을 떠나 이듬해 3월과 4월에 돌아올 때 신호를 보냈습니다. 연구자들은 약 100만 개의 데이터 포인트에 달하는 로거의 데이터를 분석하여 철새와 거주 검은 새의 체온과 심박수가 어떻게 다른지 비교했습니다.
"생리학적 데이터를 사용하여 새들이 어떻게 이주를 시작하고 경험하는지, 이주 비행 자체에서부터 그 후 어떻게 회복하는지, 그리고 겨울 동안 무엇을 하는지에 이르기까지 놀라운 세부 사항으로 볼 수 있었습니다." 연구의 공동 저자이자 MPI-AB 박사 과정 학생인 타마라 볼크머의 말입니다. "이주 새들의 장기적이고 자세한 에너지 측정을 기록함으로써, 우리는 그들의 인상적인 왕복 여행의 숨겨진 비용을 엿볼 수 있었습니다."
연구 결과에 따르면, 이주에 따른 위험과 과제는 더운 기후에서는 에너지 절감으로 상쇄되지 않아, 이주를 촉진하는 진화적 요인에 대한 새로운 의문이 제기되고 있습니다. Linek은 "이것은 다양한 조류 종에 걸친 이주와 그 기저 메커니즘에 대한 우리의 이해에 영향을 미칠 수 있습니다."라고 말합니다.
이 연구는 또한 종이 미래 기후 시나리오에 어떻게 반응할지 예측하는 데도 의미가 있다고 저자들은 말한다. MPI-AB의 그룹 리더이자 20년 동안 검은새의 이동을 연구해 온 수석 저자 Jesko Partecke는 "이주의 생리적 기초를 이해하면 어떤 종이 적응할 수 있고, 어떤 종이 이동 패턴을 바꿀 수 있으며, 세계가 계속 따뜻해짐에 따라 어떤 종이 더 큰 위험에 직면할 수 있는지 더 잘 예측할 수 있다"고 말합니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240918124937.htm
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