소리로 자연을 되살리는 과학자들

종이 사라지면 소리도 사라집니다. 그러나 과학자들은 자연을 되살리기 위해 바로 이러한 소리의 녹음을 사용하는 새로운 기술을 모색하고 있습니다.  인간의 청각을 넘어 자연적인 클릭, 휘파람, 윙윙거리는 소리의 불협화음이 우리 주변을 지나가며 수십억 명의 생명체를 소리 네트워크로 연결합니다.

 포식자가 들을 수 없도록 어미 고래가 새끼에게 속삭입니다 . 꿀벌은 위협을 특정 포식자와 구분하기 위해 고유한 윙윙거리는 신호를 내보냅니다  .  거북의 배아는 껍질을 통해 소리를 내면서 출생의 집단적 순간을 동기화합니다  . 그리고 알려지지 않은 물고기 종들은 깊은 곳에서 서로 윙윙거립니다 . 그들의 정체성은 자연의 수많은 음파의 신비 중 하나입니다.

슬프게도 수백만 년에 걸쳐 진화해 온 이 음파 생물 다양성은 쇠퇴하고 있습니다 . 바다에서는 노래하는 고래 와 목소리를 내는 물고기 개체수가 빠르게 줄어들고 있습니다. 곤충 과 새의 울음 소리는 인간의 소음에 묻혀 멸종 위기에 처한다. 종들이 사라지면서 그들의 노래도 함께 사라져 자연의 소리가 균질해지고 너무 조용해집니다 .

건강한 섬 생태계는 귀가 먹먹할 정도입니다. 항상 끊임없는 소음이 있습니다 – Alex Wegmann

하지만 이러한 소리를 활용하여 자연 세계에 대해 더 많이 알 수 있을 뿐만 아니라 실제로 치유를 시작하는 데 도움이 된다면 어떨까요? 소리의 생물학적 중요성에 대한 새로운 인식은 환경 보존을 위한 새로운 전략으로 이어졌습니다. 바다에서 잃어버린 미세한 유충에서 집에서 수백 마일을 여행하는 새에 이르기까지 환경 보호론자들은 이제 자연의 소리를 사용하여 그들이 속한 곳으로 다시 안내하기 시작했습니다. 

자연에 대한 도청

"소리는 매우 중요합니다."라고 British Library의 야생 및 환경 소리 큐레이터인 Cheryl Tipp은 말합니다. "자연계에서는 짝짓기 표시, 영토 분쟁, 경보 신호로 사용됩니다."

한편 자연을 지원하려는 인간의 경우 소리를 사용하여 새로운 종을 식별하고 개체군을 모니터링하며 생태계의 건강을 평가할 수 있다고 그녀는 말합니다.

소리는 자연 세계를 관찰하는 데 오랫동안 사용되어 왔으며 기술의 발전으로 이제 수동 음향 모니터링에 대한 접근성이 점점 높아지고 있습니다. 음향 센서는 작고 저렴하며 비침습적입니다. 따라서 연구원은 숲 캐노피 또는 심해에 서식하거나 극단적인 날씨 로 인해 때때로 접근할 수 없는 종과 같이 관찰하기 어려운 현상이나 종을 포착 할 수 있습니다 . 기술은 인간이 들을 수 없는 곳에서 들을 수 있습니다.  

Elizabeth Znidersic은 홍수 후 나무에서 음향 녹음기를 잘라냅니다(제공: Charles Sturt University)

하지만 최근에는 과학자들이 소리를 사용하여 동물의 특정 행동을 능동적으로 유도할 수 있는 방법을 조사하기 시작했습니다. 예를 들어, 2020년 논문에서 연구원들은 개구리의 번식을 유발하기 위해 강우 기록을 재생하는 방법을 설명했습니다 .

이제 고유한 소리를 사용하여 특정 종을 특정 위치로 유인하여 서식지 복원 자체를 가속화하기 위해 소리 사용에 대한 관심이 높아지고 있습니다 . 과학자들은 "음향 미끼"를 성공적으로 사용하여 박쥐 , 물고기 및 고래 를 포함한 종을 특정 위치로 안내하거나 특정 위치에서 멀어지게 했습니다.

 

소리의 고속도로

호주 애들레이드 대학의 해양 생태학자인 Dominic McAfee는 "신발 끈으로 작업할 때는 창의적으로 생각해야 합니다."라고 말합니다.

2015년에 McAfee와 그의 동료들은 야생 굴 유충이 새로 복원된 서식지에 정착하도록 독려하기 위해 직접 만든 수중 스피커를 사용하여 호주 해안에서 굴 암초를 복원하기 시작했습니다.

수세기에 걸친 과도한 수확, 서식지 파괴 및 질병으로 인해 지난 150년 동안 산호초의 최소 85%가 손실되어 전 세계 굴 개체수가 멸종 위기에 처했습니다 .

"암초는 준설 낚시로 파괴되었습니다."라고 McAfee는 말합니다. "그들은 해저에서 모든 굴을 긁어내서 재생될 단단한 기질이 남지 않았습니다."

이러한 암초를 복원하는 기존의 방법은 굴 유충을 부화장에서 사육하고 다른 굴 껍질에 정착시킨 후 " spat "로 알려지게 된 다음 해저에 배치하는 "껍질 위 침" 전략입니다 . 그러나 이것은 성공률이 낮고 비용이 많이 드는 프로세스라고 McAfee는 말합니다 .

대신 McAfee는 바다에 남아 있는 몇 안 되는 굴 유충을 유인하는 데 목표를 두었습니다 . 따라갈 수 있는 " 소리의 고속도로 " 를 제공했습니다 . 특정 소리가 나면 굴 유충이 해저로 잠수한다는 연구 결과가 있습니다 . MacAfee는 야생 굴 애벌레를 멀리서 끌어들이는 이 기술의 잠재력을 보았습니다.

처음에 McAfee와 그의 팀은 실험실에서 굴 유충에게 다양한 사운드스케이프를 재생하기 시작했고 실제로 다른 사운드보다 특정 사운드로 이동하는 것을 확인했습니다. "우리는 그들에게 해초 초원, 건강한 암초, 황폐화된 암초의 소리를 들려주었고 굴이 어떤 음악을 좋아하는지 금방 알아차렸습니다. 서식지 소리가 건강할수록 더 활기차고 생물학적으로 더 활동적이며 매력이 더 강해졌습니다." 새끼 굴은 암초 가 건강함을 나타내는 새우 튀는 소리에 이끌립니다 .

다음으로 팀은 실험실에 탱크인 "굴 경주로"를 만들고 이 미세한 생물이 소리의 근원을 향해 미터를 가로질러 헤엄칠 수 있음을 발견했습니다 .

"환경 단서와 상호 작용하는 이런 종류의 능동적이고 역동적인 움직임은 전에는 본 적이 없습니다."라고 그는 말합니다.

그런 다음 팀이 바위를 바다에 내려놓았을 때 결과에 ​​충격을 받았습니다.

"유충은 무리를 지어 이동하는 것 같습니다."라고 McAfee는 말합니다. "그들은 덩어리로 물기둥을 통해 이동합니다. 정말 놀라운 일입니다. 어떻게 그렇게 하는지 모르겠습니다. 수억 명의 사람들이 거의 즉시 정착했습니다."

2022년에 발표된 연구 는 적어도 굴의 경우 바다의 소리를 재생하는 것이 복원에 효과적인 기술임을 시사합니다. "단 몇 년 만에 멸종된 생태계를 죽음에서 되살렸습니다 ."라고 McAfee는 말합니다.

이제 McAfee는 값비싼 부화 기술을 사용하여 몇 백만 개의 굴을 양식하는 데만 의미가 없다고 생각합니다.

그러나 이러한 방식으로 어쿠스틱 루어를 사용하는 방법에 대해서는 여전히 많은 정보가 있습니다. 예를 들어, 기술이 고립된 개체군이 생존할 수 없는 서식지 싱크를 만들 수 있습니까? MacAfee는 번식을 위해 더 많은 종을 찾아야 하는 물고기와 같은 역동적인 분산에 문제가 될 수 있다고 생각하지만 새로 복원된 서식지에서 자급자족 개체군을 형성하는 것으로 보이는 굴에는 해당되지 않습니다. .

소리로 굴을 달래는 아이디어는 바다 전체에 퍼지고 있습니다.

미국 동부 6개 주에 걸쳐 64,000제곱마일(166,000제곱킬로미터)에 걸쳐 있는 체서피크만 분지는 한때 엄청난 굴 개체군이 서식하던 곳이었습니다.

체사피크 만 재단(CBF)의 메릴랜드 전무이사인 앨리슨 콜든(Allison Colden)은 "굴은 한 번에 3일 만에 만 ​​전체를 걸러낼 수 있었습니다."라고 말합니다. "굴 개체수가 감소했기 때문에 이제 1년이 넘게 걸립니다."

굴은 수질과 투명도를 개선하고 다른 종의 서식지를 제공하는 생물학적 암초를 형성합니다(Credit: AJ Metcalf)

 

Colden은 굴이 중요하다고 말합니다. 그들은 수질과 투명도를 향상시킵니다 . 그들은 또한 다른 종의 서식지를 제공하는 열대 지방의 산호초와 같은 온화한 구조인 단단한 구조인 생체 암초를 형성합니다.

2018년 CBF는 2025년까지 만에 100억 개의 굴을 추가하는 것을 목표로 하는 체서피크 굴 연합(Chesapeake Oyster Alliance)을 설립했습니다 .

지난 10년 동안 만의 굴 개체수는 " 벼랑 끝 " 에서 번창 했습니다 . 이제 그들은 McAfee의 방법을 사용하여 녹음하고 재생할 수 있는 건강한 암초 사운드스케이프를 가지고 있다고 Colden은 말하며 이 프로젝트는 복원 속도를 더욱 가속화하기를 희망하고 있습니다.

"[복원을 위해] 특히 굴과 함께 사운드스케이프를 사용하는 세계에 대한 나의 앙트레는 비교적 최근이지만 물에 충분한 유충이 있다면 막대한 비용 절감을 의미할 것입니다."라고 그녀는 말합니다. "우리가 일반적으로 복원에 사용하는 패각 제품의 양을 생산하는 데 연간 수백만 달러가 소요됩니다." Colden의 팀은 또한 기존 유충이 충분하지 않을 수 있는 새로 복원된 일부 서식지 위의 물에 실험실에서 자란 유충을 직접 도입할 계획입니다.

"소리풍경 프로젝션을 배치함으로써 우리는 우리가 방류한 유충이 암초에 도달할 수 있는 최고의 기회를 갖도록 보장할 수 있습니다."라고 그녀는 말합니다.

 그러나 Colden은 신중합니다.

"우리가 강어귀에 있기 때문에 얕은 근해 환경에서 작업할 때 많은 보트 소음과 경쟁해야 합니다. 레크리에이션 보트 소음과 배송이 그렇습니다. 매우 어려울 수 있다고 생각합니다." ( 바다 소음이 야생 동물에 미치는 영향과 이 간과된 오염 문제를 해결할 수 있는 몇 가지 간단한 방법에 대해 자세히 알아보십시오 .)

해양 포유동물과 같은 다른 종에 부정적인 영향을 미칠 가능성을 피하는 것도 중요하다고 그녀는 덧붙입니다. "우리는 환경을 이미 있는 것보다 훨씬 더 시끄럽게 만드는 것을 염두에 두고 있습니다."

 

바다새 디스코텍

환경 보호 활동가들이 소리를 이용해 유인하는 것은 굴만이 아닙니다. 체서피크 만 분지에서 거의 6,000마일(9,700km) 떨어진 태평양 낙원의 해안에서 시끄러운 디스코 폭발이 일어나 바다로 수백 마일 떨어져 있을 수 있는 잃어버린 새 종을 요구합니다.

팔미라 환초는 지구상에서 가장 고립된 장소 중 하나이며 태평양 한가운데 자리 잡고 있습니다. 제2차 세계 대전 중에 미군 군함은 환초에 검은 쥐를 데려왔습니다. 쥐는 토종 조개류, 식물, 어린 바닷새를 먹으면서 빠르게 번성했습니다. 엄청난 보존 노력 덕분에 Palmrya는 마침내 2011 년까지 쥐 를 없앴습니다 .

그러나 그것은 공허함을 남겼습니다. 으스스한 고요가 있었고 8종의 바닷새가 사라졌습니다.

2000년에 개인 소유주로부터 환초를 구입하고 현재는 자연을 관리하는 비영리 환경 단체인 The Nature Conservancy의 수석 과학자인 Alex Wegmann은 "바닷새가 바다에 나가면 물고기, 오징어, 플랑크톤을 먹습니다"라고 말합니다. 거기에 보존하십시오. "이 해양 생물은 질소와 인이 풍부합니다. 새들이 가져와서 소화하고 똥을 냅니다."

Wegmann은 바닷새가 생태계가 자랄 수 있는 물질을 제공하는 이러한 외딴 곳에서 중요한 영양분 전달 서비스 역할을 한다고 말합니다. 그들은 또한 엄청난 소음을 냅니다. "건강한 섬 생태계는 귀가 먹먹할 정도입니다."라고 그는 말합니다. "그들은 너무 시끄럽습니다. 항상 끊임없는 지속적인 소음이 있습니다."

실종된 종의 울음소리를 크게 울리는 사운드 시스템은 해안선에 기울어진 플라스틱 디코이 및 거울과 함께 일종의 "사회적 유인" 기술입니다. 이들 모두 잃어버린 생태계를 복원하는 데 성공 했습니다 .

그래서 2020년에 한 쌍의 태양열 라우드스피커와 MP3 플레이어로 무장한 Wegmann과 그의 팀은 실종된 8종의 바닷새를 집으로 안내하기 위해 연중무휴로 새들의 울음 소리를 터뜨리는 "바닷새 디스코텍"을 세웠습니다.

Wegmann은 "우리는 지나가는 이 종들 중 누군가가 그 소리를 듣고 '그건 알아요. 가서 확인할게요'라고 생각하기를 바랐습니다."라고 말했습니다. "그럼 아마 남아있을 것입니다. 그리고 그들 중 두 마리가 오면 둥지를 틀 것입니다. 아마도 많은 경우가있었습니다."

500m(660ft)에 불과한 소음이 파도와 바람과 경쟁하는 상황에서 성공 가능성은 희박해 보였습니다.

그러나 등이 회색인 제비갈매기가 돌아왔고 또 다른 제비갈매기가 왔습니다. 그리고 두 사람은 새끼를 낳았습니다. 처음 발견한 연구원의 딸 이름을 따서 Myra라는 이름을 얻었습니다.

라우드스피커를 사용한 후 등이 회색인 제비갈매기 두 마리가 팔마이라로 돌아와 마이라 Jr라는 병아리를 낳았습니다(제공: The Nature Conservancy)

Wegmann은 "그 병아리는 지난주까지 여전히 둥지 주변을 돌아다니고 있습니다. 이는 바닷새 복구 프로그램의 성공에 대한 첫 번째 증거입니다."라고 말합니다.

 

처음부터

이러한 초기의 유망한 결과가 조금씩 나타나자 일부 연구자들은 아이디어를 한 단계 더 나아가 에코 음향이 전체 생태계를 복원하는 데 도움이 될 수 있다고 제안합니다 . 산불, 산호 백화, 블랙워터 이벤트 또는 치명적인 폭풍과 같은 대규모 재난 이후에는 식생을 통해 서식지를 복원할 수 있습니다. 그러나 호주 Charles Sturt University의 생태학자인 Elizabeth Znidersic은 "멋져 보일지 모르지만 제대로 들리지 않습니다"라고 말합니다.

Znidersic과 그녀의 팀은 다양한 종의 전체 커뮤니티를 유치하기 위해 오디오 녹음 재생을 제안합니다 .

Znidersic은 "소리는 복원에 사용되는 모든 기술의 한 계층입니다."라고 말합니다. "그러나 초목이 없더라도 소리는 재생을 시작할 수 있는 미생물 물질을 떨어뜨리고 대변을 보도록 초대합니다."

결정적으로 그녀는 단순히 통과하는 동물의 수를 늘림으로써 그들이 운반하는 씨앗, 포자, 박테리아 및 곰팡이가 해당 지역에 다시 도입되어 전체 먹이 사슬을 처음부터 빠르게 회복할 것이라고 말했습니다.

다양한 자연 의 소리를 기록 하고 수집하려는 노력 이 전 세계적 으로 가속화되고 있습니다 . 종들이 지구에서 영원히 사라지기 전에 우리가 충분히 빨리 행동할 수 있다면 아마도 이것들은 미래에 잃어버린 생태계를 복원하는 데 중요한 역할을 하게 될 수도 있습니다.

대영 도서관의 Tipp은 소리가 보존의 중요한 요소가 되었다고 말합니다. "연구자들이 활용할 수 있는 녹음 뱅크를 보유하는 것은 필수적입니다. 많은 종들이 멸종 위기에 처해 있는 지금, 행성의 소리를 녹음하는 것이 그 어느 때보다 중요합니다."