해양동물의 미스터리 Marine Animal Mystery
물고기는 색을 보는가? 사용할 줄 아는가?
Questions in Color of the Fishes

스쿠바 다이버들이 몰려가는 산호초 바다의 물고기들은 대부분 아름다운 색상을 갖고 있다. 다이빙 못하는 사람들은 물고기들의 아름다운 색상을 수족관에 구경가서 보지만 수족관도 자연환경은 아니어서 물고기 본연의 변화스럽고 다이너믹한 색상은 체험할 수 없다.

물고기들은 왜 아름다운 색깔을 가질까? 가장 아름다운 색깔을 가진 물고기는 어떤 물고기일까? 대답하기 어려운 질문이다. 래티스드 나비고기(laticed butterflyfish), 퀸 엔젤피쉬(queen angelfish), 만다린 피쉬, 금강바리, 장미돔, 배주름쥐치 …… 추천하는 사람들 마다 다 하나씩 들고 나올만한 아름다운 물고기들이다. 이것들 말고도 수십 가지가 후보 군에 남아있을 것이다.

가장 아름다운 물고기가 무엇이냐는 질문보다는 “어떤 물고기는 왜 색상이 아름답고 어떤 물고기는 왜 무덤덤한 색상이거나 칙칙한가? 그리고 그 색상들이 그들에게 무슨 소용이 있는가?”가 더 이유 있는 질문이다.

태양광의 스펙트럼 중 적색은 아주 얕은 수심에서 사라지고 그 다음에 오렌지색, 노랑색 순으로 사라지다가 수심 30m이면 모든 물고기는 청색의 물속에서 청색만 가진 물고기로 보인다. 다이브 라이트나 비디오 라이트를 비추면 사라졌던 색깔들이 다시 나타나지만 물고기들에게는 이런 장비가 없다. 결국 청색만 볼 수 있는 세계에서 왜 다른 색깔들을 칠하고 있는 것일까?

낚시업계의 빨간색 루어 논쟁
낚시도구 제조업체들은 적색 루어가 가장 성공률이 높다고 강조하면서 빨간색 줄무늬를 그린 것, 아가미 뚜껑에 적색을 칠한 것 등등 다양한 적색 루어들을 만들어 낸다. 심지어는 낚시바늘과 낚시 줄까지 적색으로 만들어 낸다. 이들 업체들의 주장 중에는 적색은 상처받아 피 흘리는, 그러니까 잡아먹기 쉬운 먹이 감으로 인식되어서 공격해오는 물고기가 많다는 것이다. 또한 물속에서 잘 보이는 색이기 때문이라고도 주장한다.

이에 대해 업체 측은 물고기가 적색을 보는지 못 보는지 모르지만 낚시로 생계를 잇는 사람들일수록 적색 루어를 애용하는 게 현실이므로 무조건 적색 무용론을 수용할 수는 없다고 말한다. 밑져야 본전이고 만약 득이 있다면 얻는 게 더 많은 것이므로 적색 루어를 사용하는 것이 현명하다는 것이다. 필자는 낚시에 관해서는 문외한이어서 이 논쟁은 단순히 소개하는 것뿐이다. 인텨넷을 뒤져보면 적색이 아닌 루어도 많이 나타난다.

물고기는 색깔을 보는가?
사람의 눈은 태양광의 스펙트럼 중 일정 범위 폭의 빛을 구별한다. 과학자들은 물고기도 사람과 같은 범위의 스펙트럼을 볼 것이라고 믿어왔다. 그런데 이상한 것은 물고기의 요란한 색깔들은 빛이 밝은 아주 얕은 수심에서는 시들해지고 수심 약 9m에서부터 진하다가 약 15m에서 가장 강렬한가 하는 점이다(침투 광이 밝을 때). 이 수심에서는 적색, 오렌지색, 노랑색이 진하게 나타난다.

호박돔(tuskfish), 만다린피쉬처럼 어두운 저녁이나 새벽에 활동이 왕성해지는 여러 가지 종들이 화려한 색상을 가지고 있는데 어둠 속에서 그 색상이 무슨 필요가 있는가? 물고기들은 색깔을 보는 것일까? 씬벵이, 해마, 넙치처럼 자기 주변 환경에 즉각적으로 색상을 맞추어 위장하는 물고기들이 많은데 물고기들이 색깔을 보지 못한다면 이런 테크닉이 생겨나지 않았을 것 아닌가?

여러 가지 정황으로 보아 과학자들은 물고기들이 합목적적으로 색상을 이용할 것이라고 생각했다. 예를 들어 실험을 통해서 보면 짝짓기 경쟁에서 색상이 가장 화려한 쪽이 승리자였다. 이것은 해당 물고기는 물론 그 주변에 있는 다른 물고기들도 색깔을 본다는 사실을 의미한다.

확대된 연구에서 보면 물고기들은 사람은 못 보는 자외선까지 감지한다. 자외선은 물속으로 깊이 들어가지 못한다고 알려져 있었으나 생각했던 것보다는 깊이 침투한다. 30m 까지는 거뜬히 침투하는데 그것은 스펙트럼의 다른 빛보다 자외선의 파장이 짧아서 수중침투 중 산란이 덜 일어나기 때문이다.

물고기는 사람이 못 보는 자외선과 스펙트럼의 다른 부분을 감지하는 능력이 있다는 사실을 인정한다면 비록 사람의 눈에서는 사라지지만 그 색의 의미를 해석하거나 물고기가 색깔을 어떻게 이용하는지에 대한 의문에 대해서 접근법이 달라질 수 밖에 없다.

어떤 물고기는 자외선 외에는 전혀 빛이 없는 조건에서 먹이의 위치를 찾아내고 포획한다는 사실이 실험으로 밝혀졌다. 또 레몬상어와 일부 퉁돔 류는 자외선 밖에 있는 여러 가지 칼라를 구분하는 것으로 밝혀졌으며 레몬상어가 좋아하는 색은 노랑색이었고 퉁돔 류는 같은 종 여러 마리 미끼고기들 중 일부에 다른 물감을 들였을 때 색을 구분했다. 빨간색을 칠한 물고기에게는 맛이 없는 악취가 나도록 처리했다. 퉁돔들은 빨간색 물고기는 먹지 않았다. 한동안 이렇게 했다가 후에는 악취가 나지 않는 빨간색 물고기를 공급해 주었다. 그랬더니 퉁돔들은 역시 빨간색은 먹지 않았다.

어른과 아이 남과 녀를 구별하는 색상
과학계의 현재 생각은 색상이 물고기들의 생활과 밀접한 관계가 있을 것이라는 믿음이다. 물고기들 마다 색깔을 이용하는 방법은 다양하다. 그들끼리 종족을 알아보거나 짝짓기 상대를 선택하는 일에서는 특히 더 색상이 중요하다. 짝짓기 준비가 되어 있음을 나타내는 색상 변경 행위는 구루퍼를 비롯해 여러 물고기들에서 나타난다.

수십 종의 물고기들과 수백 수천의 개체들이 활보하는 암초에서 다른 개체가 지나갈 때 마다 ‘나와 사랑합시다’ 구애행동을 한다면 에너지 소모가 엄청 클 것이다. 지나가는 물고기들 중에서 동족이 누구인지 먼저 가려내야 하고 어른인지 아이인지 분별할 수 있어야 하고 또 수컷인지 암컷인지 표시를 찾아낼 수 있어야 번식행위를 효율적으로 성공시킬 수 있다.
 
물고기들 중에는 어른과 아이의 색깔이 완전히 다르고 수컷과 암컷의 색상이 크게 다른 것들이 많다. 예를 들어 바리과 어류(금강바리, 자바리, 붉벤자리, 꽃돔 등등)와 파랑비늘돔(패롯트 피쉬류)은 어른과 아이의 색상 차이가 분명하고 남녀 차이도 분명하다. 그러나 모든 물고기가 다 이렇지는 아니하다. 캘리포니아 태평양의 자리돔 종류인 가리발디(garibaldi)는 어른과 아이의 색상패턴은 분명히 다르지만 암컷과 수컷은 색상으로 구분하기 어렵다. 온몸이 오렌지색인 이들은 어린 시절에만 오렌지색 바탕에 청색 점들이 20여개 흩어져 있다. 청새리상어(Blue shark)도 암수의 색상 차이가 없다.

색상을 이용하지 않고 암수의 구별을 나타내거나 짝을 불러들이는 방법에는 몸체의 크기와 체형의 차이를 이용하는 방법, 노래(소리)를 부르는 방법, 둥지를 만드는 기술 등 여러 가지가 있다.

숨기 위한 색상
물고기들의 색상은 돋보이려고 하는 목적에만 사용되는 것이 아니다. 자신을 숨기기 위해서 색깔을 이용하는 물고기들이 더 많다. 공작새 넙치(peacock flounder)는 아마 위장 색 만들기의 최고 마에스터일 것이다. 위장 색은 주변 환경 색과 동일하게 피부색을 만들어 몸을 감추는 것이지만 다양하고 폭넓은 색상을 동원하여 다양한 무늬 패턴을 만들어 바닥 색상을 흉내 내는 데는 공작새 넙치를 따라갈 물고기가 없을 정도이다.

그 외에도 해마, 트럼펫피쉬, 씬벵이, 양볼락과 어류(쑤기미, 감펭류 같은 스코르피온 피쉬들) 등 다른 많은 어종들이 은폐색상을 잘 만든다. 이들은 피부에 있는 색소 낭(sacs of pigments)과 특수한 세포들을 확장 또는 수축시키는 방식으로 색상을 바꾼다. 실험실 테스트의 결과인데 바둑 무늬판 위에 올려놓은 넙치는 바둑판의 격자무늬를 흉내 냈고 물방울 무늬 판에서는 여러 색상을 사용한 물방울 무늬도 흉내 냈다.

은폐술에서는 자기 몸의 가장자리 형태가 안보이게 하는 것도 중요한 기술이다. 색깔을 이용해서 자신의 몸 가장자리 윤곽을 알아볼 수 없게 파괴시켜 몸이 안보이게 하는 것이다. 스트라이프드 엠퍼러 엔젤피쉬와 물방울 무늬를 가진 고래상어가 그 색상 패턴을 사냥감에게 들키지 않는데 사용한다거나 포식자들이 자기를 보지 못하게 하는데 사용하는 것인가에 대하여 과학자들은 아마 그럴 것이다라고 말한다. 다이버는 암초에서 위로 지나가는 물고기, 옆으로 또는 아래에서 지나가고 있는 물고기 또는 암초 내부에서 돌아다니는 물고기들을 자세히 관찰해 보면 과학자들의 생각이 옳다는 느낌을 갖게 된다.

위장 무늬로 가장 많이 사용되는 것은 수평으로 나란히 난 줄무늬(stripes)와 수직 형 밴드(bands) 무늬이다. 전문가들의 생각으로는 중층에 떠서 헤엄쳐 다니는 물고기들에게는 스트라이프(수평 줄무늬) 무늬가 가장 효과적이며 바닥에 앉아있기를 좋아하는 물고기들에게는 수직 밴드 무늬가 위장하기에 유리하다는 설이 있다. 어떤 물고기는 헤엄칠 때는 스트라이프, 바닥에 엎드려 있을 때는 밴드 무늬를 만들기도 한다고도 한다. 그러나 이 말에 맞은 실제 물고기가 잘 발견되지는 않아서 이 설이 맞는지는 확실하지가 않다. 여하튼 수평 줄 무늬이든 수직 밴드 무늬이든 이유가 있어서 생겨났을 것이다.

눈을 중심으로 얼굴을 검게 하여 얼굴 부분을 알아보지 못하게 하거나 눈을 관통하는 스트라이프 무늬로 눈이 없는 것처럼 보이게 하는 것도 색깔을 이용한 중요한 위장술이다. 어두운 스트라이프 무늬가 눈을 지나가게 한 물고기들이 많은데 이 패턴은 포식자가 머리와 꼬리를 구분하기 어렵게 하며 머리와 꼬리가 헷갈린다는 것은 먹이 감이 어느 방향으로 도망갈 것인지를 예측하기 어렵다는 것을 의미한다. 나비고기 중에 뒷몸에 가짜 눈 무늬를 가진 것이 있는데 이것도 머리와 꼬리를 혼동시키는 뛰어난 위장 무늬이다.

청소새우나 청소물고기들에게 청소 서비스를 받고자 할 때 구루퍼나 바라쿠다 등 여러 물고기들은 색상으로 의사표시를 하고 청소 담당자들은 색상 신호를 알아본다. 또한 청소를 당하고 있는 중에도 몸의 색을 희게 하거나 검게 변경시켜 기생충이 잘 드러나 보이도록 한다. 서비스를 충분히 받았으니 이제 끝내도 좋다는 신호도 색상 변경으로 한다.

그러나 세상만사에 나쁜 놈은 늘 있는 법이어서 가짜 청소고기도 있다. 청소놀래기와 외형이 거의 동일한 베도라치들(saber-toothed blennies)이 그것들이다. 청소부인 척 손님에게 접근했다가 갑자기 살점을 베어먹고 도망간다. 고객은 깜짝 놀라는 몸짓을 하게 된다.

경고를 주는 색상
거의 헤엄쳐 다니지 않거나 느리게 헤엄치는 물고기들 중에는 ‘나를 건드리면 큰일 난다’는 뜻의 경고 색을 가진 것들이 있다. 그 대표적인 것이 독 가시를 가진 쏠배감펭(lionfish)이다. 쏠배감펭은 밝은 색상으로 그 위험을 나타낸다. 전쟁은 미리 예방하는 것이 최선책이다. 포식자가 공격한 다음에 혼쭐 빠져 도망간다고 해도 공격받은 쪽도 피해는 입게 된다. 따라서 미리 힘을 과시해 두는 것이 좋은 것이다.

잭피쉬(전갱이류)는 무리 지어 다닐 때 은빛이다. 그러나 무리에서 떨어져 나와 큰 가오리에 붙어 다닐 때는 검정색으로 변한다. 가오리가 땅바닥을 파헤칠 때 잭피쉬는 튀어나오는 먹이감을 잡아 먹을 수 있다. 잭피쉬가 검정색으로 변하는 것은 자기 동족에게 이 가오리는 내 것이니까 탐내지 말라! 는 경고색이다.

색깔로 포식자를 깜짝 놀라게 했다가 도망가는 작전도 있다. 쏨뱅이목(Order Scorpaeniformes)의 성대류와 전갈고기류(감펭류)는 바닥에 앉아있을 때는 지저분한 흙먼지 색상이지만 그들을 충분히 삼킬 수 있는 큰 포식자가 덮치면 갑자기 현란한 색깔의 가슴지느러미를 펼쳐서 도망간다. 없던 밝은 색상이 갑자기 나타나는 바람에 포식자는 잠시 어리둥절해지고 이 틈을 타 도망갈 수 있다. 얕은 수심에 사는 물고기나 아주 어린 치어들은 내부 기관의 태양광 피해를 막기 위해 피부색소를 이용한다. 몸은 투명해도 머리부분에는 색을 칠하고 있는 이유가 그것이다. 중요기관 외부의 어두운 색 표피가 태양광의 투과를 막아주는 것이다.

역 그늘색
역그늘색(countershading)의 사전적 정의는 동물의 몸체가 햇빛에 노출된 부분은 어두운 색, 그늘진 부분은 밝은 색이 되는 현상을 말한다.

암초에 사는 물고기들, 특히 화려한 산호암초에 사는 물고기들은 대부분 화려한 색깔로 치장하고 있다. 그러나 물속 중층에서 회유해 다니는 물고기들은 거의 모두 밋밋한 색상들이다. 중층에서는 색상이 중요하지 않아서일까? 아니다. 청새리상어(blue shark), 청상아리(mako shark), 등 외양성 상어들과 대해의 방랑자 다랑어들은 역그늘색의 대표자들이다. 등쪽은 어둡고 배쪽은 희다. 올려다보는 자에게 위는 밝으며 하얀 물고기의 배는 잘 드러나지 않는다. 반대로 내려다보는 자에게 물속은 검으며 물고기의 검은 등은 은폐된다.
 
이들의 역그늘색은 확 트인 수중공간에 몸을 숨기는 색이며 적에게도 들키지 않고 먹이 감 물고기들의 눈도 속일 수 있다. 타이거 상어는 바다거북을 잘 잡아먹는다. 타이거 상어는 바다거북을 사냥할 때 역그늘색을 이용한다. 바다거북이 아래 쪽에 있으면 하얀 복부가 보이도록 접근하고 반대의 경우에는 등만 보이도록 하면서 접근한다.

은폐색이란 것은 먹히는 자의 입장에 처했을 때는 탐지되지 않도록 하는 방어 수단이며 공격자의 입장에 처했을 때는 은밀히 공격하는 공격수단이다. 방어자나 공격자나 탐지되는 시간의 아주 짧은 차이 만으로 생사가 결판나고 밥을 굶느냐 먹느냐의 차이가 결정된다.
 
백상어의 역그늘색 효과는 상어우리 관광에서 잘 확인된다. 상어우리에 접근했다가 되돌아가는 백상어는 수중 가시거리가 30m가 되는 대도 10m 정도만 멀어지면 5m로 큰 덩치가 모습이 보이지 않는다.

수면 층에 사는 작은 물고기들도 역그늘색으로 자신을 보호한다. 대표적으로 동갈치과 어류(needlefish)와 학공치과 어류(halfbeaks)가 있다. 파도가 일렁이는 수면 바로 밑에 떠있으나 청색을 띤 은빛 때문에 물 환경에 묻혀버린다. 다이버도 파도가 일 때는 머리 위 3~4m에 떠있는 큰 동갈치 무리를 얼른 발견하지 못한다. 사진을 찍어도 디테일이 나오지 않아 자료사진으로도 가치가 약하다.

아주 캄캄한 수백 수천 미터 깊은 수심에 사는 물고기들 중에는 매우 큰 눈으로 극히 미미한 빛을 감지하는 것들이 있다. 여기의 빛은 청록색이다. 대심도에 사는 종들은 생체발광하는 경우가 많은데 이 빛은 붉은색이다. 짝을 유인하는 발광방식이 있고 먹이를 유인하는 발광방식이 다르다. 이런 수단이 없으면 강력한 냄새를 발산하는 방식으로 짝을 찾는다.
 
아주 깊은 대심도 물고기들은 몸이 투명하거나 검거나 적색인 것이 많다. 왜 적색인가? 대심도에서는 적색광이 존재하지 않으므로 보이지도 않는다는 것이다(※출처:http://marinbio.org).
 
아주 깊지 않거나 얕은 수심에서 사는 물고기들 중에도 생체발광 기능을 가진 것들이 많이 있다. 랜턴피쉬(lanternfish: 뱃비늘치과), 플래시라이트 피쉬(flashlight: 금눈돔과), 카디날피쉬(cardinalfish:동갈돔과)의 일부 종, 파인애플피쉬(pineapplefish: 철갑둥어과), 포니피쉬(ponyfish: 주둥치과)의 일부 종, 불스아이(bullseye: 뿔돔과)가 그들이다.
 
소화기관에서 발광하는 경우도 있지만 대부분 몸 속에 있는 발광박테리아의 군체가 빛을 낸다. 발광의 목적은 여러 가지이다. 자기 몸의 윤곽이 빛에 가려 드러나지 않게 하여 먹히지 않도록 하는 목적, 먹이 감을 유인하는 목적, 짝을 찾는 목적 등이 있다.  모든 물고기는 이런 저런 목적과 이런 저런 방법으로 색깔을 이용한다고 말할 수 있겠는데 다시 말하면 목적과 사용방법이 모두 동일하지는 않다는 것이다. 과학자들은 여러 물고기들의 색깔 사용을 계속 연구하고 있는데 물고기들의 색은 수중세계에서 매우 중요한 요소라는 것이 확실해지고 있다.