자연계에서 “청색”은 가장 희귀한 색으로 여겨지지만, 빛을 조절함으로써 청색으로 보이는 동물은 수없이 많으며, 청색의 나비, 개구리, 새 등이 존재합니다. 반면에 “보라색”이 더 희귀한 동물의 색인 이유에 대해, 동물의 정보를 전달하는 YouTube 채널 “Pack Vibes”가 해설하고 있습니다. Why Purple is So Hard for Animals to Make - YouTube
Pack Vibes는 먼저, 동물의 색깔의 기본적인 포인트를 “쇼호우코우칸쵸우”와 “모르포코우”를 대조시켜 설명하고 있습니다. 선명한 붉은색 깃털을 가진 쇼호우코우칸쵸우는 깃털 속에 붉은 색소(色素)를 가지고 있으며, 깃털을 세밀하게 긁어내어도 붉은 색이 남아있습니다.
반면에 모르포코우의 경우, 선명한 청색 깃털을 같은 방식으로 긁어내어도 청색은 남아있지 않습니다. 또한, 위에서 빛을 비추어 보면 모르포코우는 선명한 청색으로 보이지만, 아래에서 빛을 비추어 위에서 보아도 갈색의 나비처럼 보이며, 깃털에 알코올을 떨어뜨리면 청색에서 녹색으로 변합니다. 이는 모르포코우가 깃털 표면에 있는 鱗粉으로 빛의 간섭을 발생시켜 빛沢 있는 청미를 표현하는 것인데, 청색 색소가 깃털에 포함되어 있지 않습니다. 이러한 현상을 구조색이라고 합니다.
Pack Vibes는 “색소는 화학적이며, 구조색은 건축학적이다”라고 표현하고 있습니다. 백색광이 색소에 닿을 때 분자는 특정 파장의 빛을 흡수하고, 흡수되지 않은 빛이 눈에 도달하여 색으로 보입니다. 반면 구조색에서는 표면의 굴곡이나 섬유 등으로 인해 빛의 파장 자체에 간섭이 발생하기 때문에 더욱 선명한 색으로 보인다는 것입니다.
청색의 색소는 자연계에 존재하지 않으며, 색소에 의해 청색으로 보이도록 하는 동물은 극소수의 나비나 어류에 한정되지만, 청색은 구조색으로도 표현 가능하기 때문에 청색으로 보이는 동물 자체는 매우 많이 존재합니다.
그러나 보라색을 만드는 것은 상당히 복잡하다는 것을 Pack Vibes는 지적합니다. 보라색을 체색을 가진 동물로, 아마존 열대우림에 서식하는 “무라사키 카자리도리”가 있습니다. 이 새는 목깃부터 가슴까지 생생한 청보라색을 띄고 있습니다. 무라사키 카자리도리의 청보라색은 색소만으로는 구조색만으로는 표현할 수 없는, 그 두 가지를 모두 사용하여 표현하고 있다는 연구에 의해 명확하게 밝혀졌습니다.
중요한 포인트로서, “보라색(Purple)”과 “수미레색(Violet)”은 서로 보이는 색이지만, 물리적으로는 다른 색임을 이해해야 합니다. 왜냐하면, 수미레색은 가시 스펙트럼의 일부이며, 단파장의 끝에 위치합니다. 반면에 보라색에는 단일한 파장이 없으며, 빨간색과 파란색이 동시에 눈에 닿았을 때 착시로 느껴지는 비단색입니다. 즉, 동물의 색이 보라색처럼 보이는 경우, 가시 스펙트럼으로 수미레색을 보여주는 경우와, 파장을 조합하여 보라색을 보여주는 경우가 있을 수 있습니다.
보라색으로 보이는 동물로서 유명한 것 중 하나가 콤라사키입니다. 콤라사키는 전신이 갈색의 나비이지만, 빛이 닿는 각도에 따라 짙은 보라색으로 보입니다. 연구에 따르면, 콤라사키의 색은 보라색과 수미레색의 정확히 중간쯤에 있으며, 날개에 빛이 닿는 각도가 18도 범위 이내에서만 이 보라색이 보이는군요.
보라색을 체색으로 가지는 것은 곤충이나 새에 많이 있으며, 그 모두가 체표, 鱗粉, 날개에 세밀하고 정밀한 구조를 가지고 있습니다. 더불어, 수중에서는 보라색이 더욱 기묘한 모습을 보입니다. “무라시키토데(Murasakiヒトデ)”는 빼어나 보라색 체색을 하고 있는 것 외에도, 오렌지색, 빨간색, 갈색을 띄기도 합니다. 그 색깔의 대부분은 천연색소인 카로티노이드군에 유래하며, 식생활, 환경, 유전 등이 복합되어 있는 것으로 추정되지만, 자세한 내용은 해명되지 않았습니다.
한편, 포유류는 보라색과 거의 무관하게 되어 있습니다. 어류, 양서류, 절지류는 색소포라는 색을 생성하는 세포를 가지고 있지만, 포유류는 멜라노사이트에 의해 멜라닌을 만드는 데 의존합니다. 멜라닌에서 만들어지는 것은 짙은 갈색, 검정색, 노란색, 붉은색 톤 등이며, 따라서 검은 곰, 흰 토끼, 붉은 여우 등이 서식하지만, 이 색소 시스템으로는 파란색을 생성할 수 없습니다.
포유류가 색소로 파란색이나 보라색을 생성하는 것은 불가능하지만, 구조색에 의해 표현될 가능성은 있습니다. 이와 가장 가까운 것이 붉은 얼굴 마ンドリル입니다. 마ンド릴의 얼굴에는 푸른색을 띠는 돌출된 부분이 있으며, 1세기 이상 동안 이것은 조직을 통한 빛의 산란에 의한 색이라고 여겨졌습니다. 그러나 보다 상세한 연구에 따르면, 이 부분에는 콜라겐 섬유가 밀집되어 있으며, 이러한 섬유가 파란색을 강하게 반사시키고 있다는 것이 밝혀졌습니다.
Pack Vibes는 “보라색 동물이 적은 이유는 진화 과정에서 보라색을 만드는 단순한 방법이 하나의 방법으로 존재하지 않았기 때문이라고 생각됩니다. 미세한 각도에서만 보라색으로 보이는 나비의 날개는 이러한 어려움을 잘 보여줍니다. 더불어, 포유류의 색소화학은 다른 많은 척추동물에 비해 제한적입니다. 깃털이나 곤충의 몸 표면과 비교했을 때, 털은 정교한 구조색을 표현하는 데 적합하지 않습니다”라고 밝혔습니다.
원문 보기 | 출처: Gigazine