독특하게 생긴 말뚝망둥어는 매혹적인 뒷이야기를 가지고 있다. 이 물고기는 사실 양서류이다. 물과 육지에서 동시에 생존할 수 있도록 진화했다. 시야 확보를 위해 머리 꼭대기에 눈이 달려있고 땅 위에 올라와선 아가미 방에 저장한 물로 숨 쉰다. 가장 인상적인 특징은 눈을 깜빡이는 습성이다. 언뜻 사소해 보이는 특징은 동물의 조상인 해양 생물들이 어떻게 육지로 진출했는지 알려준다.

미국 아카데미 회보에 24일(현지시간) 발표된 논문은 눈을 깜빡이는 행동이 가진 중요한 의미를 설명한다. 말뚝망둥어의 눈 깜빡임은 인간과 비슷한 기능을 수행한다. 눈을 깜빡이기까지 걸리는 시간도 거의 같다. 과학자들은 깜빡이는 움직임이 육지에 사는 네발 동물을 만들어낸 진화적 흔적이라고 추측했다. 네발 동물은 오늘날 양서류, 조류, 파충류, 포유류를 포함한 집단을 지칭하며 3억 7500만 년 전 육지에 등장했다.

동물들은 보통 눈을 깨끗하게 유지하고 보호하기 위해 눈을 깜빡인다. 인간과 네발 동물들은 온종일 깜빡임을 반복한다. 때로는 의사소통하기 위해 사용하기도 한다. 단순하지만 복잡한 맥락을 갖춘 행동이다.

토마스 스튜어트 펜실베이니아 주립대학교 생물학자는 "눈을 깜빡이게 만드는 해부학적 구조는 대부분 화석으로 보존되지 않는 연한 조직에 있어서 어떻게 행동이 발달했는지 알아내기 어렵다"고 밝혔다. 또한 "말뚝망둥어는 눈을 깜빡이는 행동을 독립적으로 진화시켰다”며 “어떻게 그리고 왜 주기적으로 물을 떠나 육지에서 시간을 보내는 물고기에서 깜빡임이 진화했는지 알아볼 기회다”고 강조했다.

연구진은 고속촬영카메라를 사용해 말뚝망둥어의 눈을 분석했다. 그리고 신체 구조를 깜빡임이 없는 친척 물고기와 비교하기도 했다. 말뚝망둥어는 눈이 개구리처럼 머리 꼭대기에 튀어나와 있다. 깜빡일 때는 눈을 순간적으로 얇은 막으로 감싼다.

논문의 공동저자 브렛 아이엘로 세튼 홀 대학교 생물학자는 “말뚝망둥어의 눈 깜빡임은 근육 조직을 재배열하고 눈을 감싸는 새로운 막을 생성하는 진화 과정을 거친 것으로 보인다”며 “복잡한 행동을 위해 기초적인 생체 구조를 사용해서 흥미롭다”고 강조했다. 이어 “새로운 기능을 위해 온갖 조직을 새로 개발할 필요는 없다”며 “말뚝망둥어들은 이미 가진 신체 조직을 다르게 활용했을 뿐이다”고 덧붙였다.

연구진은 말뚝망둥어가 어떤 목적으로 눈을 깜빡이는지 의문을 가졌다. 먼저 다른 네발 동물들에서 눈 깜빡임이 어떤 역할을 하는지 관찰했다. 인간을 예로 들면 눈물은 눈에 산소를 공급하고 건강하게 하는 역할을 맡았다. 그래서 말뚝망둥어의 눈물도 같은 효과를 내는지 조사했다. 눈이 공기에 노출되었을 때 눈을 깜빡여 수분을 공급하는지 확인했다.

아이엘로는 “사람처럼 말뚝망둥어들도 눈이 건조해지면 더 자주 눈을 깜빡였다”며 “물고기들이 눈물샘을 발달시키지 않았음에도 불구하고 눈을 깜빡이면 촉촉해졌다”고 감탄했다. 그는 “인간 눈물은 눈 주변 땀샘에서 나오지만, 말뚝망둥어는 피부 점액과 주변 수분을 혼합해 눈물을 만드는 것처럼 보인다”고 덧붙였다.

또한 깜빡임은 말뚝망둥어의 눈을 부상에서 보호하고 이물질을 씻어낸다. 연구 결과는 말뚝망둥어의 눈 깜빡임이 세 가지 주요 기능인 보호, 청소, 수분 유지를 전부 수행한다고 보고한다.

스튜어트는 “해양 생물이 독립적으로 진화해낸 말뚝망둥어의 눈 깜빡임은 다른 육상 동물과 많은 유사점이 있다”며 “눈 깜빡임은 생물이 육지로 진출해 적응할 때 진화한 특징 중 하나라고 생각한다”고 주장했다.

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자