어째서 영장류는 다시 3색형 색각을 획득했는가

 어째서 영장류는 다시 3색형 색각을 획득했는가

 

 

 

　영장류는 교과서에서도 시각의 동물이라고 옛날부터 말해왔다. 발달한 시각 시스템이 영장류의 큰 특징이다.

안구가 정면으로 향해 있어서 입체시가 된다든지 시세포의 밀도가 높아서 공간 해상도가 높다든지 다시 3색형 시각이다.

전회에서는 어류의 색각 이야기로 제브라피쉬는 4색형 색각을 가질 뿐 아니라 수면 방향과 수저 방향으로 망막 상에 다른 센서가 세트되어 있다는 것을 알았다.

그러나 포유류는 어류뿐 아니라 양생류, 파충류, 조류와는 달리 일단 2색형 색각으로 되어 있어서 영장류에서 3색형이 되었다는 경위를 가지고 있다.

중생대 공룡시대에 아마도 우리 선조는 야행성인 소동물이었다고 생각되어서 어두운 곳에서는 고도의 색각은 필요하지 않았다고 생각되고 있다. 아마도 야행성으로 적응하는 것이 훨씬 그들로서는 좋았지 않은가라고. 그래서 기본적으로 척추동물은 4색형이지만 포유류는 추체를 2종류를 잃어버려서 2색이 된 것이다. 영장류 이외의 포유류는 대개 그렇다.>

그런 이유로 지금 시각 동물인 영장류는 잃어버린 록(綠) 오프신을 적(赤) 오프신으로 변이시킴으로써 또 청(靑) 오프신은 자외선 오프신을 청 방면으로 슬라이드 함으로써 RBG의 색 공간을 얻었다.

그 배경에는 영장류가 살고 있던 숲의 환경이 있었던 것이 아닌가 하고 생각되고 있다.

<잎의 녹색과 과실이 익은 시기의 적(赤)을 식별할 수 있는가 하면 2색형은 되지 않는다. 명도(명암)가 다르면 식별할 수 있지만 같은 명도로 색도만을 의지하여 구별하려고 하여도 완전히 묻히고 만다. 2000년에 발표된 유명한 연구가 있어서 숲 속에서의 3색형 색각의 유리성을 나타낸 그림이 있다.

 

숲을 <황-청>과 <록-적>의 성분으로 나누어서 보면

 

종축(縱軸)에 <황-청>을 빼고 횡축(橫軸)에 <록-적>을 취한다. 참으로는 적록청의 RGB의 색공간에서 보면 좋을는지 모르지만 간략화하기 위하여 적절한 벤 자리에서 2차원으로 떨어지고 있다고 생각하기 바란다. 횡축에 <록-적>을 취하고 있는 것은 2색형과 3색형의 색각의 다름이 여기를 식별할 수 있는지 아닌지에 나타나기 때문이다.

그런데 이 평면 중에서 숲속에 있는 잎은 세로로 열 지어 있다. 곧 <황-청>성분은 여러 가지인데 <록-적> 성분은 <잎은 록>이라는 데서 대개 같다. 한편으로 익은 과실은 잎과 떨어진 곳에서 흩어져있다. 아무튼 3색형의 색각을 가지고 있으면 잎과 익은 과실을 색각을 가지고 분간할 수 있다.

한편 2색형 색각으로는 <록-적>이 구별되지 않으므로 횡축에 <명암>을 취해본다. 곧 <록-적> 색각 대신에 명암을 실마리로 하면 어떻게 될 것인가. 그러면 잎과 과실은 섞여버린다. 구별할 수가 없게 된다.

<3색형의 색각이라면 록(초록)의 배경에서 황색이나 오렌지나 적색인 과실이 보인다. 그런 효과는 원거리일수록 록색 배경이 동시에 하나의 시야에 들어와서 효과가 있다. 가까이 가서 보면 2색형이라도 그나마 식별이 가능하다.>

 

사람의 경우는 다시 특수 사정이

　

무엇인지 이것으로 설명이 된 것 같다. 이야기로서 매우 잘 되었다. 가와무라 씨의 연구에서도 협비원류(狹鼻猿類) 곧 사람에 가까운 유인원이나 원숭이 구릅은 <항상적인 3색형>으로 숲 속에서 과실을 찾기 쉽다.

<유인원이나 일본 원숭이를 포함한 협비원류의 3형 색각은 매우 보수적이다. 곧 매우 잘 보존되어 있어서 예외가 적다는 의미이다. 항상적 3색형이라고 한다. 우리들의 연구에서는 동남아시아의 소형유인원 팔긴 원숭이를 조사했다. 생식지인 동남아시아의 여기저기서 DNA샘플을 모아 와서 3속 9종 개체수로 152개체인데 전혀 예외 없이 보통의 3색형이었다.>

다시 가와무라 씨는 모아 온 팔 긴 원숭이의 샘플에서 <3색형 색각이 매우 굳게 지켜지고 있다.>는 것도 착실히 나타내었다. 이 이야기는 다시 앞에서의 이야기를 보강하는 것으로 역시 영장류는 3색형 색각이 유리하다 하게 되었다.

그런데, 사람의 일을 생각하면 갑자기 경치가 바뀐다. 사람은 협비원류인데 확실히 <색각다형>이 있기 때문이다. 곧 3색형이 아니라 개체(사람)가 보통으로 섞여있다.

사람을 조사하면 통상의 3색형 색각만이 아니라 록 오프신과 적 오프신의 유전자의 전반과 후반이 바뀐 하이브리드(hybrid/2개 이상의 요소가 합침) 오프신이 50%가까이 보인다. 이런 것은 팔 긴 원숭이에게서는 전혀 보이지 않던 <하이브리드 오프신>을 가진다고 한다. 록 오프신과 적 오프신의 유전자의 전반과 후반이 바뀐 것이다. 이것 또한 <색각이상>이라는 것이 아닐까. 사람의 절반이 <색각이상>이라는 것은 들은 바가 없다.

 

사람의 특수사정을 구해서 <신세계>로

 

<이것은 경미한 변이를 포함하고 있다. 경미하다는 것은 유전자의 대체방법에 따라서는 색각의 검사라고 해도 검출되지 않을 것 같은 정도의 틀림밖에 나오지 않는 것이다.

<경미한 변이 3색형 색각>이라고 하고 있다. 그러나 다른 조합에는 검출되는 틀림이 나와서 <명확한 변이 3색형 색각>이 된다. 이것이 적록색약이라 불려온 셈이다. 다시 2색형 색각이 있어서 이것은 적록색맹이라고 불려왔다. 명확한 색각의 변이의 빈도는 사람의 경우 남성의 3-8%이다. 그 사이를 취하여 5%이다.>

과연 이것으로 납득이 되었다. 우리들이 일상적인 의미로 쓰이는 <색각이상(色覺異常)>은 남성의 5%이다. 이제 새삼스러운 느낌이지만 주석하면 <남성>인 것은 적 오프신과 거기서 파생된 록 오프신의 유전자는 성염색체(x염색체)의 위에 있고, 어딘가에 변이가 있으면 X염색체가 하나 밖에 없는 남성의 경우는 직접 효과가 생기기 때문이다. 여성은 X염색체를 2개 가지고 있으므로 변이가 있어도 정상형도 동시에 가지면 그것으로 커버된다. 그러므로 <색각이상>은 기본적으로 남성에게 많다.

다시 용어에 대해서 주석한다면 일본안과학회에서는 2007년 이래 <색각이상>이라는 말을 써도 <색맹>이나 <색약>이라는 말은 쓰고 있지 않다.

<색맹>은 <2색각>(드물지만 1색각도 있을 수 있다.) 색약은 <이상3색각>이다. 색맹이나 색약이라는 말에 부정적인 영향이 있다는 것이 큰 이유이다. <이상>이라고 한다면 부정적이 아닌가 하는 의견도 있으나 여기서는 기본적으로 일본안과학회의 용어에 따르기로 한다.

그런데 사람의 경우 남성의 5%였던 <색각이상>이 팔 긴 원숭이는 영(없음)이다. 침팬지에게는 0.6%, 필리핀 원숭이(蟹食猿、Macaca fascicularis) 등 마카크(Macaca) 등에서는 샅샅이 찾아서 0.4%가 보고되었다 한다. 사람과는 숫자 계단이 다르다.

이것은 사람에게 만의 특수 사정이지만 어째서 이렇게 되는 것일까.

그러면 사람은 어떠한가.

<우리들은 신세계 원숭이에게 주목하였다.>하고 가와무라 씨는 말한다.

신세계 원숭이란 유라시아, 아프리카의 구세계 원숭이(주로 협비원류)에 대한 호칭으로 문자 그대로 <신대륙>인 중남미에 분포하는 구릅이다. 광비원류(廣鼻猿類)라고도 한다.

거미원숭이(Atelidae)나 가냘픈꼬리감는 원숭이(尾巻猿属、Cebus)나 타마린(Tamarin.)이나 중남미의 영장류는 이 안에 든다. 영어로 말한다면 뉴월드 몽키이다.

<신세계 원숭이에서는 색각다형이라는 것이 극히 보통이다. 하나의 집단 중에 2색형, 3색형이 보통으로 있기 때문에 그들의 과실채취효율을 비교하기로 한다면 3색형 색각이 참으로 과실을 먹는 데 좋을 것이라 한다. 여러 가지 색각형을 가진 의미가 검증될 것이라고 하는 것이다.> *

 

* 출처 =natgeo.nikkeibp.co.jp>atcl>web

* 일본어 원문=なぜ霊長類はまた3色型色覚を獲得したのか

* 연구, 해설자==가와무라 쇼지(河村正二

1962년 나가사키현 출생. 도쿄대학 신흥과학대학원 첨단생명과학과 인문진화시스템학과 교수. 과학박사. 1986년 도쿄대학과학학부 졸업. 1991년 도쿄대학 인류학대학원에서 박사학위 취득. 전문연구 분야 척추동물 특히 물고기와 영장류. 특히 남미의 새로운 세계 원숭이에서 색상ID의 진화를 연구하고 있음.

* 기록자 가와바다 히로도(川端裕人)

1964년 효고현 아카시 출생. 지바현에서 성장. 작가. 최근저작은 첨단과학에 기초한 새로운 색각관을 전개한 『‘색깔의 신비’와 불가사의한 사회--2020년대의 색각원론』(치쿠마서방)