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소리로 본다
박시룡 2011년 11월 23일 (수) 00:27:03
소리를 듣는다고 합니다. 그런데 소리로 볼 수 있다라고 하면 상상할 수 있을까요. 최근 외신은 시각장애인이 소리로 사물의 위치는 물론 재질까지 식별하는 능력을 선보였다고 합니다. 사실 과학자들은 오래 전부터 박쥐의 반향정위(反響定位, echolocation)를 맹인에 적용하기 위해 연구를 해왔지만, 사람이 직접 혀로 ‘딱’하는 소리를 낸 다음 주위 사물에 부딪혀 반사되는 소리를 귀로 들어 사물의 위치, 재질 등을 알아낸 것은 이번이 처음입니다.

박쥐는 인간이 들을 수 없는 소리로 의사소통도 하고 장애물을 탐지합니다. 소형 라디오 크기의 박쥐 탐지기(초음파를 가청음으로 변조시켜 주는 기계) 로 소리를 처음 듣게 되면, 경탄하지 않을 수 없습니다. 박쥐가 실내에서 날려 보냈을 때는 분명 아무 소리도 들리지 않았는데, 탐지기를 켜는 순간 “딱딱딱”하는 소리가 들리기 때문입니다. 이 딱딱딱 소리는 우리가 들을 수 없는 초음파영역인 약 20~60kHz에 해당합니다. 박쥐 탐지기는 그것을 10배 이상 낮은 소리로 만들어 우리 귀로 들을 수 있게 합니다.

이 박쥐들은 정밀한 기계로 무장하고 털을 곤두세운 첩보용 모형비행기와 같습니다. 그들의 뇌는 반향의 세계를 분석하는 데 필요한 훌륭한 소프트웨어로 프로그램된, 정밀한 소형 전자장치입니다. 박쥐의 얼굴은 괴물처럼 일그러져 있어서, 왜 그런 모습을 할 수밖에 없는지 이유를 알기 전까지는 소름이 끼칠 정도입니다. 일그러진 얼굴은 원하는 방향으로 초음파를 발사하기 위한 절묘한 형태입니다.

우리나라에는 곤충을 잡아먹고 사는 큰발윗수염박쥐라고 하는 어른 엄지 손가락만한 아주 작은 박쥐가 있습니다. 이 박쥐는 비행할 때 초당 대략 10회 정도 비율로 펄스(1회 펄스 '딱' 소리 하나)를 내는 것을 들을 수 있습니다. 아마 이 박쥐가 비행할 때 느끼는 주변세계에 대한 이미지는 초당 10회씩 깜박이며 진행할 것입니다. 우리가 시각에 의해 느끼는 이미지는 눈을 뜨고 있는 한 연속적으로 진행됩니다. 한밤중에 스트로보를 사용해서 보면 시간이 불연속적으로 지나는 세계가 대략 어떤 이미지로 비칠지 알 수 있습니다. 이 기술은 종종 디스코테크에서 극적인 효과를 높이는 데 사용됩니다. 춤추는 사람의 모습은 빛이 비치는 짧은 순간 정지된 듯이 보이고, 이것은 구분동작의 연속으로 나타납니다. 스트로보를 빠르게 하면 우리가 정상적으로 느끼는 연속적인 영상에 가까워집니다. 박쥐가 비행하면서 초당 10회의 비율로 영상을 보는 것은, 비록 날아오는 공을 피하거나 벌레를 잡기엔 부족할지 몰라도, 일상적인 목적을 위해서는 우리가 정상적이라고 느끼는 연속적인 영상만큼 훌륭한 것일 수 있습니다.

초당 10회라는 비율은 단지 박쥐가 일상적인 비행을 할 때만 사용하는 비율입니다. 모기를 잡거나 장애물을 피해 비행할 때면 그 비율이 올라갑니다. 그 속도는 기관총보다 빨라서 박쥐가 움직이는 목표물에 최종적으로 접근할 때면 초당 200회까지 올라갑니다. 이것을 모방하려면 스트로보의 속도를 올려서 플래시가 주전원의 주파수보다 두 배 이상 빠르게 깜박이도록 해야 합니다. 이것은 형광등에서 느낄 수 있는 속도에 해당됩니다. 그 정도 빠른 속도로 깜박이면 보이는 세계에서는 분명 정상적인 활동을 하는 데 아주 지장이 없습니다.

그러나 박쥐가 내는 소나는 박쥐 종에 따라 달라집니다. 큰발윗수염박쥐보다 크기가 훨씬 큰 관박쥐의 경우에는 박쥐 탐지기에 나타난 음이 고음의 휘파람 소리처럼 들립니다. 큰발윗수염박쥐를 기관총 소리에 비교한다면 관박쥐는 제트비행기 소리와 흡사합니다. 관박쥐 소나의 주파수는 큰발윗수염박쥐보다 높아 아주 작은 표적에도 그 명중률이 훨씬 높습니다. 말하자면 큰발윗수염박쥐의 미사일은 사막지대에서는 유효할지 모르지만 숲이 우거진 정글에서는 성능이 훨씬 떨어집니다. 주파수가 높으면 높을수록 그 만큼 작은 목표물에도 소리의 반사가 잘 되지만, 낮으면 작은 물체에서는 통과되고 맙니다. 그러나 음이 높으면 그만큼 장거리 도달에는 단점이 됩니다. 결국 관박쥐는 우거진 숲속에서 사냥을 즐겨하는 반면, 큰발윗수염박쥐는 앞이 탁 트인 개활지에서 사냥하기를 좋아합니다. 이런 것들은 모두가 이들 박쥐들의 식성과 서식처를 달리 설정하여 살아오도록 진화되어온 결과물입니다.

눈을 감고 야외에서도 이 박쥐들의 소리를 듣습니다. 우거진 숲에서 관박쥐가 이곳저곳에서 사냥하며 내는 소리, 막 숲의 장애물을 통과한 소리, 밤은 소리의 아름다움으로 마치 자연의 오케스트라 연주를 듣는 듯합니다. 숲을 나와 실개천 위에서 박쥐를 발견했을 때 그 박쥐는 연거푸 기관총소리를 내면서 물위를 멋지게 날고 있는 것을 발견합니다. 곡예비행을 하면서 모기떼들과 한바탕 실랑이를 벌이고 있는 것입니다. 그리고 다시 그 기관총소리는 둔탁한 여린 소리로 바뀌면서 짧고 긴 음이 교차하기 시작했습니다.

어른 손톱보다 작은 박쥐의 뇌는 도플러 효과를 이용하여 먹이인 모기의 움직임과 모기가 날아가는 방향과 속도도 정확히 측정합니다. 도플러 효과는 물체가 소리를 내고 움직이며 그 소리를 듣는 박쥐는 모기가 움직이는 속도에 따라 변화된 주파수를 정확히 눈으로 보듯 읽어내는 방식입니다. 박쥐는 이처럼 소리를 듣고 어둠 속에서 먹이뿐만 아니라 먹이 주변의 세상을 흑백의 영상으로 담아냅니다.

박쥐는 낮에 활동하는 조류와 교대하여 밤에 해충을 잡아먹고 삽니다. 열대지방에 사는 박쥐들은 우리가 먹는 열대과일의 수분매개자이기도 합니다. 과학자들은 박쥐를 '지구에서 사라져서는 안 될 동식물 다섯 가지’중 하나로 꼽고 있습니다. 산소를 만들어내는 플랑크톤, 지구의 청소부인 곰팡이, 꽃가루를 옮기는 벌, 인류 진화 연구에 통찰력을 제공하는 영장류만큼이나 중요하기 때문이죠. 그런 박쥐가 지난 50년 동안 우리나라에서 90% 이상이 사라졌습니다. 지금과 같이 무분별한 개발과 농약 사용이 계속되는 한 이 멋진 박쥐들은 멀지않은 날 우리 땅에서 완전히 사라질 종으로 기록될 것입니다.

   
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칼럼의견쓰기(3개)
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utopco (116.XXX.XXX.59)
박쥐 한마리에도 이처럼 참 오묘하고 치밀한 조화가 있네요.
전체 우주를 통틀어 보면 이렇게 정밀한 질서 속에 움직이는 것이
누군가가 이미 만들어 놔서인지 아니면 스스로 변화 진화해가는 대 자연의 이치 때문이지...... 참으로 신비합니다.
네가지가 사라지면서 영장류의 미래는 어떻게 될지 박사님은 많이 사색하고 연구하고 예측해 보셨겠지요 ㅎㅎ
그러면서 지구가 나아가 우주가 어떻게 변화할 지... 언제 읽어도 참 재미있습니다.
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2011-11-25 12:03:31
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박시룡 (210.XXX.XXX.72)
박쥐를 처음 연구하기 시작하면서 완전히 매료됐습니다.제 스스로 어떻게 신이 만들지 않고는 이런 생명체가 나왔을까할 정도였으니까요. 한평생 이 박쥐을 알았을 때 만큼 행복한 적이 없었습니다.
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2011-11-25 18:21:43
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utopco (116.XXX.XXX.59)
사람 중심이 아니고 물질 중심으로 가치관이 변해가고
제제 없이 막 찍어낸 달라가 펀드라는 포장으로 전 세계를 돌아 다니면서 원자재 땅 등등 돈 되는 것은 다 올려 놔 70억의 99.99%를 빈곤으로 몰아 넣고
거기에 충실한 무뇌적 교육의 산물인 위정자의 추종으로 인간성 멸망으로 치닫고
시민 무혈 혁명이 이미 민초들 사이에 도도히 진행되고 있는데 그것을 모르는지 아는지......
산소를 만들고 해충잡아주고 환경청소해주고 번식시켜주고......
이렇게 더불어 살아는 그 영장류가 생존하듯이 영장류도 더불어 살아야 되는데
우리의 지혜가 우리가 미물이라고 부르는 이들보다 못한 행동을 하고 있으니.
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2011-11-25 12:16:30
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