과학자들, 말 울음소리의 미스터리 해명: 생각보다 더 기묘하다

코펜하겐, 덴마크 - 이크바리 뉴스 통신사

과학자들, 말 울음소리의 미스터리 해명: 생각보다 더 기묘하다

말의 울음소리는 상징적인 소리이며, 아마도 소의 울음소리, 양의 매애 소리, 당나귀의 히이하아 소리와 동등하게 인식될 것입니다. 대부분의 사람들은 말의 특징적인 소리를 즉시 알아차릴 수 있으므로, 연구자들이 이 동물들이 특정 울음소리를 실제로 어떻게 만들어내는지 전혀 알지 못했다는 사실을 알게 되면 놀랄 수도 있습니다. 즉, 지금까지는 그랬습니다. 최근의 과학적 돌파구는 이 오랜 미스터리를 밝혀내어 말의 발성 메커니즘에 대한 깊이 있는 통찰력을 제공합니다.

코펜하겐 대학교의 생물학자로 새와 포유류의 발성 의사소통과 인지에 관심을 가지고 있는 엘로디 플로리안 만델-브리퍼(Elodie Floriane Mandel-Briefer)는 Popular Science에 “인간이 4000년 동안 말과 공존하고 공동 진화해왔음에도 불구하고, 우리는 여전히 말의 의사소통을 불완전하게 이해하고 있습니다”라고 말합니다. 그녀는 특히 말의 울음소리가 이상하다고 지적합니다. “말의 울음소리는 특히 이상합니다. 말의 큰 몸집에 맞는 저주파 성분을 가지고 있지만, 그렇게 큰 동물에게는 너무 높은 고주파 성분도 가지고 있습니다.” 이러한 역설은 오랫동안 과학자들을 당혹스럽게 했습니다.

약 10년 전, 만델-브리퍼와 동료들은 두 가지 음높이가 겹쳐서 '양성 발성(biphonation)'이라는 발성 현상을 만들어낸다는 것을 발견했습니다. 저주파 성분은 폐에서 나온 공기가 성대를 진동시킬 때 생성됩니다. 이것은 인간을 포함한 대부분의 포유류가 소리를 내는 방식과 동일합니다. 그러나 말의 큰 몸집을 고려할 때, 정상적인 성대 진동만으로는 울음소리의 고주파 부분을 설명할 수 없었습니다. 그렇다면 이 동물들은 어떻게 그렇게 높은 소리를 내는 것일까요?

만델-브리퍼와 공동 저자들은 최근 Current Biology 저널에 발표된 학제 간 연구에서 이 생체 역학적 퍼즐을 조사했습니다. 그들은 궁극적으로 울음소리의 고주파 소리 뒤에 후두 휘파람이 있다는 것을 발견했습니다. 그들의 연구 중 일부는 두 저자가 말 고기 공급업체에서 얻은 말 후두를 통해 공기를 불어넣는 것을 포함했습니다. 만델-브리퍼는 “처음에는 저주파 성분만 얻었지만, 약간의 실험을 통해 고주파 성분도 얻을 수 있었습니다. 이는 두 성분 모두 후두 자체에서 생성된다는 것을 보여주었습니다(인간 휘파람처럼 입술로 내는 것이 아니라)”라고 설명합니다.

고주파 성분이 후두 휘파람이라는 것을 증명하기 위해, 그들은 두 가지 다른 가스, 즉 공기와 헬륨을 통해 불어넣었습니다. 헬륨은 다른 물리적 특성을 가지고 있기 때문에, 공기에 비해 휘파람 주파수를 위로 이동시키는 반면, 조직 진동(저주파 성분과 같은)으로 방출되는 주파수는 변하지 않습니다. 주파수 변화는 후두 휘파람이 고주파 울음소리 성분의 기계적 생성을 설명한다는 것을 확인시켜 주었습니다. 더 나아가, 연구팀은 말들이 동시에 성대 진동과 후두 휘파람을 통해 양성 발성을 만들어낸다는 것을 발견했습니다. 그들이 아는 한, 말은 이 두 가지 메커니즘을 동시에 사용하는 유일한 동물입니다. 연구팀은 그들의 양성 발성이 아마도 서로에게 여러 메시지를 동시에 전달하기 위해 진화했을 것이라고 제안합니다.

2015년 연구에서 만델-브리퍼와 동료들은 주파수와 감정이 연결되어 있다는 것을 보여주었습니다. 고주파 울음소리 성분은 말의 감정이 즐거운지 불쾌한지 나타냅니다. 저주파 성분은 감정의 강도를 나타냅니다. 말들은 또한 이 두 가지 성분을 사용하여 다양한 공간에 걸쳐 메시지를 전달할 수 있습니다. 고주파 성분은 더 크고 더 멀리 이동할 수 있어 장거리 의사소통에 중요합니다.

가축화된 말의 가까운 친척인 프셰발스키 말도 양성 발성으로 울음소리를 내지만, 얼룩말과 당나귀와 같은 더 먼 친척들은 고주파 부분을 가지고 있지 않은 것으로 보입니다. 말은 다른 포유류보다 더 풍부하고 복잡한 호출 스펙트럼을 만들 수 있는 독특한 발성 적응을 가질 수 있습니다. 만델-브리퍼는 이 논문이 “포유류 후두 발성 시스템의 놀라운 적응 유연성을 강조합니다”라고 결론지었습니다. 그녀는 덧붙여 “어떤 종의 의사소통 시스템을 이해하는 것은 그들의 인지, 감정 및 복지를 이해하는 데 도움이 되는 근본적인 과학적 관심사이며, 이는 말들을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.”

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