파란 날개가 아름다운 모르포나비, 사실은 파란 색소가 없다?

어떤 동물은 자신의 색체를 필요에 따라 자유롭게 변화시키는 능력이 있다. 예를들면 카멜레온은 자신의 존재감을 나타내고 싶을 때 밝은 컬러인 노란색과 빨간색으로 변신한다.

동물이 색깔을 변화시키는 메커니즘은 크게 두 가지로 나뉜다. 색소 세포를 기반으로 한 변화와 구조색 기반 변화이다.

색소 세포는 피부 아래에 위치한 특수한 세포로, 특정 색소를 확산시키거나 수축시켜 피부 표면의 색깔을 변화시킨다. 대표적으로 카멜레온은 색소 세포의 배열을 조절하여 주위 환경에 따라 색깔을 바꾼다. 구조색 변화는 단순한 색소가 아니라 동물 표면의 미세 구조에 의해 결정되기도 한다. 예를 들어, 오징어는 빛의 간섭 효과를 활용해 몸 색깔을 변화시키며, 강한 광택을 만들어낸다.

모르포나비의 날개가 가진 파란 빛은 유난히 아름답다. 그러나 그 날개에는 파란 색소가 전혀 없다. 날개를 덮은 얇고 투명한 비늘이 교묘하게 겹친 상태로 빛을 반사하여 그토록 고운 파란빛을 내는 것이다.

몸 색깔을 변화시키는 동물들

카멜레온의 색 변화는 감정 상태, 온도, 조명 조건에 따라 달라진다. 이들의 피부에는 여러 층의 색소 세포가 있어 다양한 색을 만들어낸다. 이러한 변화는 주로 의사소통과 위장 목적으로 이루어진다. 경쟁 상황에서는 존재감 과시와 경고를 위해 노란색, 빨간색으로 바뀌며 방어적인 상태에서는 검은색, 갈색으로 변하여 위협에서 자신을 보호하려 한다. 평온한 상태에는 주변과 어우러지는 녹색이나 갈색을 유지하여 포식자의 눈에 띄지 않도록 한다.

문어와 오징어는 색소 세포와 빛 반사 세포(iridophore)를 사용해 주변 환경에 맞추어 색깔을 변화시킨다. 특히, 문어는 자신의 의사를 표현하기 위해서도 이러한 변화를 사용한다. 모래 바닥에서는 베이지색이나 갈색, 산호초에서는 다채로운 색으로 변하며, 이를 통해 포식자로부터 자신을 숨긴다. 또한 패턴을 변화시켜 짝짓기나 영역을 방어하기도 한다.

갑오징어는 피부 아래에 복잡한 색소 세포와 반사층을 조합하여 거의 즉각적으로 색깔을 바꿀 수 있다. 이는 포식자 회피와 사냥에 모두 활용된다.

일부 개구리 종은 환경에 따라 피부 색깔을 조정하여 체온을 조절하거나 위장을 강화한다.

플라멩고의 붉은색 깃털은 먹이에 포함된 색소 성분에 영향을 받는다. 비록 즉각적인 변화는 아니지만, 장기적으로 먹이의 변화에 따라 깃털의 색이 달라질 수 있다.

힌두어는 색을 바꿀 수 있는 능력으로 바다 초원 속에서 눈에 띄지 않는 보호색을 만들어낸다.

어두운 환경에서 스스로 빛을 내는 동물도 있는데, 해파리와 플랑크톤은 종종 먹이 유혹이나 의사소통을 위해 생체발광을 활용한다.

동물들이 보여주는 놀라운 색 변화는 우리가 구조색의 원리를 활용해 군사용 위장 기술, 색 변환 의류, 그리고 변온 신호장치 개발로 이어지고 있다. 자연의 신비를 더 깊이 이해하고, 기술과 자연의 경계를 좁히는 데 도움을 준다. 이 연구는 앞으로도 생태학, 생물학, 나아가 산업 분야에서도 새로운 가능성을 열어갈 것이다.