심해 생물은 무엇으로 ‘본다’고 말할 수 있을까?

– 빛이 없는 세계, 시력과 생체발광의 진화

우리가 사는 세상은 빛으로 가득 차 있다. 그러나 바다 깊숙이, 수심 1,000m 아래로 내려가면 이야기는 완전히 달라진다. 그곳은 태양빛이 닿지 않는 암흑의 영역이다. 색도, 그림자도, 방향감도 사라진 이 세계에서, 생명은 과연 시각이라는 감각을 유지할 필요가 있을까? 많은 이들은 어둠 속에서는 생물들이 눈을 잃고, 감각조차 퇴화했을 것이라 생각한다. 하지만 실제로는 그 반대다. 심해 생물들은 빛이 없는 공간에서 오히려 시각을 진화시키거나, 완전히 새로운 감각 기관을 발달시키며 살아남았다. 특히 생물 스스로 빛을 만들어내는 ‘생체발광’이라는 놀라운 능력은, 우리가 아는 생존 방식을 완전히 다시 생각하게 만든다. 이번 글에서는 심해 생물들이 어둠을 인식하고 활용하는 방식, 그리고 그들이 보여주는 시각의 진화와 감각의 혁신에 대해 깊이 있게 살펴본다.

 

 

빛이 사라진 심해, 생물들은 ‘보는 것’을 포기했을까?

수심 1,000m 아래의 바다는 완전한 어둠이다. 태양빛은 이미 수층 깊은 곳에서 대부분 흡수되고, 그 아래는 영구적인 암흑만이 존재한다. 인간의 시각으로는 그 어떤 것도 식별할 수 없는 공간. 그림자도, 색도, 방향도 의미가 없는 이곳에서 생물들이 ‘시력’을 유지할 필요는 없어 보인다. 하지만 자연은 그렇게 단순하게 작동하지 않았다. 일부 생물은 실제로 시력을 잃고 화학 감지 기관이나 진동 센서로 대체했지만, 또 다른 생물들은 오히려 어둠 속에서도 볼 수 있는 특수한 시각 구조를 진화시켰다. 이들 중 일부는 주변보다 빛이 아주 미세하게라도 남아 있는 위쪽을 보기 위해 눈을 위로 향하게 진화시켰으며, 어떤 생물은 어둠 속에서 극히 미약한 빛까지 감지할 수 있도록 눈의 크기를 비정상적으로 키우기도 했다.

 

 

어둠속에서 스스로 빛을 만들어내다 – 생체발광의 정체

심해 생물의 세계에서 빛은 ‘외부에서 주어지는 것’이 아니라 ‘직접 만들어내는 것’이다. 이 빛의 정체는 생체발광(Bioluminescence)이라는 생물학적 현상이다. 생체발광은 루시페린이라는 발광물질과 산소가 결합해, 루시페레이스라는 효소의 작용으로 빛을 내는 화학 반응이다. 이 과정은 대부분 푸른빛 혹은 청록색의 형태로 나타나며, 이는 심해에서 가장 멀리 도달할 수 있는 파장이기도 하다. 딥시 앵글러피시(흉악돔), 심해 오징어, 해파리, 심지어 특정 물고기와 공생하는 발광 세균까지, 다양한 심해 생물들이 이 생체발광 능력을 활용하고 있다. 이들은 생명체임에도 스스로 빛을 낼 수 있다는 점에서, 지구상에서 가장 이질적인 존재들 중 하나다.

 

 

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생체발광은 단순한 장식이 아니다 – 전략적 ‘빛의 무기’

심해에서의 빛은 단순한 시각 효과가 아니다. 그것은 생존을 위한 전략이다. 이 빛은 때로는 미끼가 되고, 때로는 위장이 되며, 어떤 순간에는 방어 수단이나 소통의 언어로 변한다.

• 사냥: 생체발광으로 작은 생물을 유인하는 ‘빛 미끼’를 형성해 사냥 효율을 높인다. 딥시 앵글러피시가 대표적이다.
• 위장: 생물의 몸 아래쪽에서 빛을 발산해 위에서 보았을 때 수면의 빛과 혼동되게 만든다. 마치 하늘빛처럼 보이게 하여 포식자로부터 자신을 숨긴다.
• 방어: 위협을 감지했을 때 순간적인 강한 빛을 발산해 적의 시야를 흐리게 하고 도망칠 시간을 확보한다.
• 소통: 종족 간의 교류, 특히 짝짓기 시즌에는 특정한 빛의 패턴으로 서로를 인식하고 신호를 주고받는다.

이처럼 빛은 심해 생물에게 ‘보여주기 위한 것’이 아닌 ‘살아남기 위한 도구’다.

 

 

눈을 버리거나, 눈을 극한까지 진화시키다

어둠 속이니 당연히 눈이 필요 없을 것이라 생각할 수 있지만, 실제로는 정반대의 진화가 일어나기도 한다. 일부 생물은 아예 눈을 잃고, 촉수나 화학 수용체로 주변을 감지하지만, 또 다른 생물들은 오히려 어둠 속에서도 극히 적은 빛을 감지할 수 있도록 눈을 거대화하거나, 다중 렌즈 구조를 발달시켰다. 대표적인 예가 바로 돔헤드 피시(Macropinna microstoma)다. 이 물고기는 머리 위쪽이 투명한 돔 형태로 되어 있고, 그 내부에는 녹색의 원통형 눈이 두 개 자리잡고 있다. 이 눈은 정면이 아니라 위쪽을 바라보도록 진화했으며, 위에서 떨어지는 미세한 빛과 먹이를 감지하는 데 최적화되어 있다.

 

 

감각의 확장 – 눈보다 강력한 감지 시스템

시력은 심해 생물에게 있어서 하나의 선택지일 뿐이다. 많은 생물들은 다양한 감각 시스템을 통해 환경을 감지한다. 심해에서는 다음과 같은 고유한 감지 능력이 진화했다.

• 측선(Lateral Line): 물의 흐름과 압력 변화를 감지해 포식자나 먹이의 위치를 파악
• 전기 감지: 주변 생물의 전기장을 감지해 먹이나 위험 요소를 판단
• 화학 수용체: 수중의 화학 성분을 감지하여 원거리에서 먹이나 짝을 인식

이들은 단순히 ‘보는 능력’이 아닌, 어둠을 읽는 능력을 가지고 있다. 눈을 대신해 온몸으로 환경을 ‘느끼는’ 생존 기술은 인간이 상상하지 못했던 감각의 세계다.

 

 

인간은 심해 생물의 감각에서 무엇을 배웠는가?

심해 생물의 생존 전략은 단지 생물학적 호기심에서 끝나지 않는다. 이들의 감각과 생체 능력은 다양한 기술 분야에 응용되고 있다.

• 생체발광 원리: 바이오센서, 의료 영상 기술, 야간 조명 시스템, 군사 위장 기술 등에 활용
• 전기 감지 능력: 수중 드론 개발, 심해 탐사용 센서 기술로 응용
• 투명 조직과 눈 구조: 소형 카메라, 광학 렌즈 기술에 영감을 제공

심해 생물의 시각과 감각은 인간 기술의 한계를 넓히는 중요한 자원이자, 자연에서 찾은 생명공학의 원천이라 할 수 있다.

 

 

눈이 아닌 ‘감각’으로 살아가는 빛의 생물들

어둠 속에서 살아가는 생명은 결코 ‘무기력한 존재’가 아니다. 심해 생물은 스스로 빛을 만들고, 시력을 새롭게 정의하며, 다양한 감각으로 환경을 감지한다. 그들은 인간이 생각한 생존의 기준, 감각의 기준을 완전히 다시 써 내려간다. 빛이 없는 바다에서 그들은 보지 않고도 본다.
그들은 보통의 감각을 넘어선 생존 전략가다. 그들이 존재하는 이유만으로도, 우리는 아직 생명에 대해 모르는 것이 많다는 사실을 다시금 느끼게 된다.

 

 

▶ 다음 편 예고

📘 3편. “1,000기압 속에서 생존할 수 있다고요?”

→ 심해 생물이 고압 환경에 적응한 신체 구조의 비밀을 파헤친다!