일본이화학연구소(RIKEN)×편집공학연구소가추천하는
‘과학책100권’선정!
왜우리눈은머리에‘2개’가붙어있을까?
눈이약200개인가리비에게는세상이어떻게보일까?
네눈박이송사리가물위와물속을동시에볼수있는이유는?
인간과다른빛을보는동물의세계를들여다본다!
시각심리학자가보여주는인간과동물의또다른세계
-하늘,바닷속,땅위의생물은세계를어떻게볼까
지구에생명이출현한이래오랜동안진화를거쳐온생물들은먹고먹히는생존경쟁속에서다양한방식으로눈을발달시켰다.특히태양에너지를근원으로하는지구생물들에게있어태양빛을잘받아들이고제대로이용하는것은생존과직결된문제였다.지금우리가이글을읽는동안에도눈은외부의형태와색깔을인식하고우리의심리와행동에영향을미친다.다양하고알찬이야기로가득한《태양빛을먹고사는지구에서살아남으려고눈을진화시켰습니다》는어쩌면자연에서가장복잡하고중요한주제중하나인인간과동물의눈을종횡무진으로살펴본다.이책은우리에게언제나중요했고앞으로도그럴수밖에없는눈과시각을흥미롭게이야기한다.
광학,심리학,공학을아우르는시각심리학연구자인지은이는인간을비롯해서생물에눈이생겨나고진화한과정,다양한눈구조와특징,빛과색의특성을재미있게설명한다.이를통해,하늘위를나는독수리부터캄캄한심해에사는물고기,남미아마존강의전기뱀장어에이르는여러생물의시각과빛의성격,햇빛이인간과동물에게미치는영향등을알수있다.
눈이진화해온역사는기적의연속이다!
‘눈’이있는생물은언제처음지구에등장했을까?단세포생물이다세포생물로진화하는과정에서빛의강도를느끼는안점을지닌생명체가나타났다.안점은빛의어두움과밝음만느낄수있는원시적인시각기관이다.다세포생물로진화한생물중일부는안점보다정교하게빛을느끼는시각세포를갖추기시작했다.시각세포가있으면빛의강약에대한정보를보다정확하게얻고유리하게살아갈수있었다.이후다양한동물의눈이형태와색깔을구분할정도로정교한겹눈과카메라눈으로진화했다.
인간은오감으로파악하는전체정보가운데80%이상을시각정보에의존한다.눈은외부세계를인지하고판단하도록해주고나자신과세상을연결하는통로다.우리는노랗게익은바나나가보이면맛있겠다고생각하며군침을흘린다.녹색이면아직덜익었다고생각하고,짙은갈색이면상해서못먹겠다고생각한다.바나나의색과모양을알수있는시각은당연한기능같지만,사실그렇지않다.색깔과자세한모양은눈이고도로발달해야볼수있기때문이다.
그럼인간의눈이지구에사는동물의눈중가장탁월할까?천만의말씀!예를들어인간은태양빛의몇몇파장만볼수있다.반면어떤동물은인간이볼수없는빛과색을볼수있다.꽃의꿀을빠는배추흰나비는자외선을감지하고,어느꽃잎이자외선을반사하는지알아낸다.새나곤충은자외선,뱀은적외선,꿀벌은편광을볼수있다.이렇듯많은동물이인간과다른세상을보며산다.
보이는세상너머의세계를보여주는경이로운시각모험
-한눈으로보는시각과색깔의원리
신비하고놀라운여러가지눈과태양빛의세계를이야기하는《태양빛을먹고사는지구에서살아남으려고눈을진화시켰습니다》의1장‘생존을위해눈을진화시키다’는단순히빛만느낄수있었던기관이어떻게복잡한눈으로진화했는지를이야기한다.2장‘잡아먹으려고하든,잡아먹히지않으려고하든’에서는동물이포식자인지피식자인지,그리고얼마나빨리움직이는지등에따라눈의구조와기능이어떻게달라졌는지를설명한다.3장‘태양빛넘치는지구에서살아남기’에서는햇빛을잘이용하며살아가는동물들을소개한다.4장‘인간은어디까지볼수있을까’에서는아기가성장하면서눈의기능이어떻게발달하는지,동물이어느정도까지색을식별할수있는지등을알아본다.5장‘느끼는빛’에서는인간을포함한생물이색을보고감지하는방식,빛이시각이외의기관에미치는영향을살펴본다.
《태양빛을먹고사는지구에서살아남으려고눈을진화시켰습니다》는다양한눈의세계를짚어보며생물학과광학을아우르는이야기를친절하게들려준다.책을읽다보면시각에관한정보보다중요한사실을배우게된다.하늘과땅,물속에서살아가는많은생물이우리와무관하지않다는점이다.모든생물,심지어곤충도나름의방식으로외부세계를인식하며살아간다.한편시각을탄생시킨원천인태양빛은생명을환한빛으로채워주기도하고사라지게하기도한다.
《태양빛을먹고사는지구에서살아남으려고눈을진화시켰습니다》를통해시각을비롯한생명의기능이인간을포함한모든생물의일부임을마음에새기면그동안몰랐던경이를발견하고,평소무심하게지나치던세상을새로운‘시각’으로바라볼수있을것이다.
책속에서
안점과시각세포는빛이‘어느정도있는지’,즉어느정도어둡거나밝은지만감지할수있었다.그러나이윽고시각세포가여러개로나뉘고,시각세포가있는피부표면이오목해지면서‘빛이어디서들어오는지’도지각할수있었다.시각세포사이에경계가생기거나피부표면이오목하게파이면,직진하는성질이있는빛이어느방향에서오는지포착하고감지할수있기때문이다.
---p.17
포식자도피식자도생존을위해경쟁하듯눈을진화시켰다.빛의강약을느끼는수준의안점에서사물의형태를구분하는정교한눈으로진화하기까지50만여년밖에걸리지않았다.40여억년에이르는생명의역사를생각하면무척짧은시기에진화한셈이다.이러한급격한발달이다양한동물이갑자기출현하고진화한‘캄브리아기대폭발’의기폭제가되었다고할수있다.
---p.19
입구가투명한2개의막으로덮여있는‘카메라눈’은바늘구멍눈의단점을극복할수있었다.카메라눈의바깥쪽막을‘각막’,안쪽막을‘수정체’라고한다.각막은외부에서들어온빛을굴절하고,수정체는두께를바꾸며빛의굴절을미세하게조절하면서초점맺힌상을망막에형성한다.카메라눈은빛이들어오는입구를넓혀도수정체로초점을맞추기때문에깨끗한상을맺는다.또한입구를넓히면많은빛이들어오기때문에어두운곳에서도사물을또렷이볼수있다.
---p.28
눈이정면에달린육식동물과달리얼룩말같은초식동물은눈이머리측면에붙어있어대략340도에이르는넓은범위를내다볼수있다.이말인즉,바로뒤에있는것을제외하면대부분본다는뜻이다.도망치기를잘하는초식동물은적과의거리를재는것보다시야를넓혀적을발견하자마자잽싸게달아나는것이생존에유리하기때문이다.
---p.52
우리는일상생활에서시야전체를또렷이보고있다고생각하지만,실제로는제한된범위만자세히본다.시야란눈을움직이지않고볼수있는범위다.카메라로아웃포커싱기능을사용하지않고촬영하면중심이미지뿐아니라주변도선명히찍히지만,우리가또렷이보는부분은시선이향한곳뿐이다.
---p.58
잘알려지지않은사실인데,개구리는움직이지않는물체를인식할수없다.예를들어좋아하는먹잇감이코앞에있어도움직이지않으면거기에있다는사실을깨닫지못한다.개구리의눈은모든것이멈춰있는배경안에서움직이는것을먹이로인식한다.그래서움직이는곤충을컴퓨터모니터로보여주면먹이로착각해잡아먹으려고한다.
---p.84~85
자외선을활용하는생물은곤충뿐만이아니다.들판의꽃들도자외선을쉽게감지하는곤충의눈을이용한다.자연계에있는꽃의약3분의1은색깔이흰색이다.많은흰색꽃이자외선을잘반사하는플라본과플라보놀이라는색소를함유하고있다.이현상에의지하여곤충들은꽃의꿀을찾는다.곤충들이꽃가루를운반해주면꽃은많은자손을남길수있다.
---p.92
도시에사는까마귀의주요먹이는사람이내놓은음식찌꺼기인데,이들은후각이둔해서대부분시각에의지하여먹이를찾는다.이른아침에까마귀가쓰레기봉투를뒤지는경우가많은데,이들은자외선반사덕분에반투명한쓰레기봉투안을볼수있다.반투명해서사람의눈은내용물을잘보지못하지만까마귀는속속들이꿰뚫어보는것이다.
---p.93
심해의빛환경을살펴보자.잠수정을타고깊이잠수하면물속빛이청록색에서파란색으로바뀐다.파장이긴빨간빛,노란빛,초록빛은물에쉽게흡수되고,수심수백m깊이까지도달할수있는빛은옅은파란색뿐이기때문이다.실제로하얀태양빛에서붉은색을제거하면청록색이되고,노랑이나초록색을제거하면파란색이된다.
---p.112
아기의시력을잴때는시력검사표대신줄무늬가있는판을사용한다.흑백줄무늬가그려진판과아무것도그려지지않은회색판을동시에보여주며반응을확인한다.아기의눈에는줄무늬판이더욱눈에띄기때문에보통그쪽을쳐다본다.그리고줄무늬의폭을조금씩줄이면회색판과거의구별되지않으므로둘다같은빈도로바라본다.
---p.126
우리는흔히외부의물체를있는그대로본다고생각한다.그러나사람이망막을통해보는과정은상상을초월할정도로복잡하다.돋보기같은볼록렌즈로굴절한빛을스크린에비추면상이뒤집혀나타난다.눈도비슷하다.눈에닿은빛은각막과수정체에서굴절하고,망막에는상하좌우가뒤바뀐상이형성된다.---p.130쪽
우리를둘러싼세계는다채롭다.파란그릇,초록잎,노란표지,빨간토마토…….그물체들은파란색이나빨간색으로보이지만실제로는표면에색이묻어있는것이아니다.물체에하얀빛이닿으면,표면의원자와분자가빛의일부를반사하고나머지빛을흡수하거나투과하여표면이색을띠는것처럼보인다.
---p.161
빨강이나노랑을‘더운색’,파랑을‘찬색’이라고부르듯사람은색에서도따스함과차가움을느낀다.실제로여름에방의커튼색을노랑에서하늘색으로바꾸기만해도시원하다고느낀다고한다.또한조명색깔에따라서도온랭감각이달라져체감온도를다르게느낀다.
---p.184
블루라이트가눈에나쁘다는이야기는과학적으로증명되지않았다.블루라이트는햇빛에도포함되어있다.화창한날야외의블루라이트는컴퓨터모니터나스마트폰의약100배나강하다.빛이강한야외에서는동공지름이작아진다는사실을고려해도,망막에닿는블루라이트는컴퓨터모니터나스마트폰의수십배에이른다.
---p.200
