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오징어는 어떻게 그렇게 빠르게 몸 색깔을 바꿀 수 있나요?
오징어나 문어가 순식간에 주변 색과 비슷하게 몸 색을 바꾸는 걸 보는데, 카멜레온보다도 훨씬 빠른 속도로 변하는 이 능력이 어떤 원리로 가능한 건지 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 각자의방식으로살아가자님. 이중철 전문가입니다.
먼저, 오징어나 문어 같은 두족류가 카멜레온보다도 훨씬 빠른 속도로 주변 환경에 맞춰 몸 색깔을 바꿀 수 있는 이유는 피부 속에 색소를 품은 수많은 세포와 근육과 이를 직접 조절하는 신경계가 초고속으로 연동되어 작동하기 때문이에요. 화학적 호르몬 변화에 의존하는 카멜레온과 달리, 오징어는 뇌의 명령을 신경과 근육이 즉각적으로 받아들여 세포를 팽창시키고 수축시키는 물리적 방식을 사용한답니다.
■ 색소포 세포와 근육의 물리적 수축 및 팽창 원리
오징어의 피부 표면에는 색소포(Chromatophore)라고 불리는 특수한 주머니 모양의 세포들이 촘촘하게 박혀 있는데요.
각각의 색소포 내부에는 노란색, 빨간색, 갈색 등의 색소가 들어있는 탄력 있는 주머니가 있고, 그 주머니 테두리를 미세한 근육들이 방사형으로 붙잡고 있습니다. 오징어의 뇌에서 신경 신호가 전달되면 이 근육들이 순식간에 사방으로 당겨지면서 색소 주머니가 넓게 펼쳐져 눈에 확 띄는 색깔을 나타내는데요. 반대로 근육이 힘을 빼고 오므라들면 색소 주머니가 점처럼 작게 쪼그라들면서 피부 속으로 숨어버리게 됩니다. 이 과정이 0.1초도 안 되는 눈 깜짝할 사이에 일어난답니다.
■ 빛을 반사하는 홍색포와 백색포의 복합 작용
색소포 외에도 오징어의 피부 깊은 곳에는 주변의 빛을 거울처럼 반사하거나 산란시키는 홍색포(Iridophore)와 백색포(Leucophore)가 함께 존재합니다. 홍색포는 특수한 단백질 판 구조를 가지고 있어서 주변의 파란색이나 초록색 같은 빛을 반사하거나 빛의 간섭 현상을 일으켜 화려한 무늬를 만들어내는데요. 백색포는 주변 환경의 전체적인 명암을 비춰 하얗거나 은은한 빛을 띠게 도와줍니다. 오징어는 이 색소포와 반사 세포들을 조합하여 단순한 단색뿐만 아니라 정교한 줄무늬나 얼룩무늬까지 순식간에 연출해 낸답니다.
■ 대뇌와 신경계의 직접적이고 빠른 제어 시스템
카멜레온이 몸 색을 바꿀 때는 호르몬의 이동 시간이 필요하여 수십 초에서 수분이 걸리지만, 오징어는 뇌와 신경이 피부 세포와 직접 연결되어 있는데요. 눈으로 주변 환경의 색상과 질감을 감지한 즉시, 뇌는 고도로 발달한 거대 신경망을 통해 피부의 근육 세포들로 전기 신호를 쏘아 보냅니다. 신경을 통한 직접 제어 방식이기 때문에 찰나의 순간에도 온몸의 패턴을 주변 바위나 산호초와 똑같이 동기화할 수 있는 것이지요. 이 능력은 포식자로부터 자신을 완벽하게 숨기는 위장술뿐만 아니라 동료들과 소통하는 언어 수단으로도 활용된답니다.
정리하자면,
오징어가 순식간에 몸 색깔을 바꿀 수 있는 이유는 피부 속에 있는 색소포 세포들을 근육과 신경을 통해 직접 팽창시키고 수축시키는 물리적 제어 시스템을 갖추고 있어, 호르몬에 의존하는 동물보다 훨씬 빠르고 정교하게 색을 바꿀 수 있기 때문이에요.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
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채택된 답변오징어는 피부 아래에 위치한 색소 포유 세포를 신경계로 직접 제어하여 수십 밀리초 단위의 즉각적인 색상 변화를 일으킵니다. 색소 포유 세포 주변에는 미세한 근육들이 방사형으로 둘러싸고 있어 뇌에서 전달되는 전기 신호에 따라 근육이 수축하면 색소 주머니가 넓게 펼쳐지면서 특정 색상이 표면에 드러나고 근육이 이완되면 주머니가 축소되어 색이 사라집니다. 이러한 신경 유도 방식은 호르몬의 혈류 이동에 의존하여 색을 바꾸는 카멜레온의 방식보다 전달 속도가 월등히 빠르기 때문에 주변 환경이나 자극에 반응하여 순식간에 몸의 색상과 패턴을 바꿀 수 있습니다.
오징어는 카멜레온과는 달리 뇌에서 신경을 통해 스위치를 켜듯 근육을 직접 움직여 색을 변화시킵니다.
오징어의 피부 아래에는 수십만개의 미세한 색소 주머니, 즉 색소포가 분포해 있고, 색소포 주변에는 뇌와 직접 연결된 방사형 미세 근육이 달려 있습니다.
뇌에서 신경 신호를 보내면 근육이 수축하며 색소 주머니를 사방으로 넓게 펴게 되는데, 마치 우산을 펴듯 색소 주머니가 펼쳐지면 해당 색상이 피부 표면에 뚜렷하게 드러나게 됩니다.
그리고 호르몬이 혈액을 타고 전달되는 카멜레온과 달리, 앞서도 말씀드린대로 두족류는 신경으로 스위치를 켜듯 0.2초 만에 반응하게 됩니다.
그리고 색소포 아래에는 빛을 굴절 및 반사하는 홍색소포와 백색소포층이 존재하는데, 이 3가지 세포층의 조합을 통해 푸른빛, 입체적 질감, 금속성 광택까지 자유롭게 합성하는 것입니다.
여기에 피부 속 돌기 근육을 부풀려 바위나 해조류 같은 삼차원 질감까지 복제가 가능합니다.
결론적으로 눈으로 주변 환경을 포착하자마자 뇌를 거쳐 피부 근육이 즉각 작동하는 시스템으로, 화학적 반응이 아닌 신경-근육 구동 방식 덕분에 빛의 속도에 가까운 위장이 가능한 것입니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
오징어와 문어의 피부에는 색소가 든 색소포가 수만 개 있습니다. 뇌가 신경 신호를 보내면 주변 근육이 색소포를 즉시 늘리거나 줄여 색과 무늬를 바꿉니다. 여기에 빛을 반사하는 홍채세포, 백색세포까지 함께 작동해 카멜레온 보다 훨씬 빠르게 위장할 수 있습니다.