어류의 눈 (하) 색감과 시력


흔히들 말하기를 어류는 색맹이란 이야기를 합니다. 저도 낚시책에서 또는 선배고참꾼들의 이야기에서 어류가 색맹이란 이야기를 많이 들었습니다. 그런데 어떤 책에는 잘못된 오정보를 전달하기도 하는데 그 예가 색맹이라서 물고기는 흑백밖에 구분하지 못한다는 것입니다. 사실과는 조금 다른 이야기입니다. 청각도 마찬가지지만 동물의 시각은 다양한 범위를 인식하기도 합니다. 어류도 마찬가지여서 종류에 따라서 다양한 범위의 시각을 가진다고 알려져 있습니다. 이번 호에서는 낚시꾼들이 가장 궁금해 하는 어류는 과연 색맹인지? 시력이 얼마나 좋은지? 낚싯줄을 볼 수 있을지? 이런 의문에 대해서 답을 드리도록 하겠습니다.

시각의 원리
어류의 시각능력을 알아보기 전에 먼저 인간 등의 포유류가 색깔을 인식하는 방법을 알아보자. 우리가 물체의 색깔을 알아보는 것은 햇빛에서 나오는 모든 광선 중에서 물체가 흡수하는 것을 제외한(즉 반사하는) 가시광선 영역만을 인지할 수 있다. 즉 우리가 빨간색이라고 인지하는 물체는 태양광선중에서 빨간색을 제외한 나머지 색들을 모두 흡수하기 때문에 빨간색으로 보인다. 우리 인간들은 여러 파장의 광중에서 가시광선영역만을 인식한다. 가시광선보다 긴 파장에는 적외선이 있고, 짧은 파장대에는 자외선이 존재한다. 동물이나 인간이 만든 시각 센서들은 적외선이나 자외선을 인식하지만 인간은 빨주노초파남보의 가시광선만을 인식할 수 있다.

Cones and rods
앞의 연재분에서 경골어류의 눈은 포유류의 눈의 기원이 되었기 때문에 구조가 거의 동일하다고 설명하였다. 실제 색깔과 명암을 인지하는 Cones(원추세포, 색깔을 인식하는 시각세포)와 rods(원통세포, 명암을 인식하는 시각세포)를 경골어류들도 모두 가지고 있다. 원통세포는 빠른 속도의 흑백필름 특성을 가지고 있다. 맺히는 상이 뚜렷하지 않은 것도 원통세포의 특징이다. 반면에 원추세포는 저속도의 칼라필름과 같이 상이 맺히며 밝은 곳에서만 좋은 상을 맺을 수 있다. 따라서 우리가 흔히 대하는 낚시대상어들도 명암과 색깔을 모두 파악할 수 있다. 흔히, 독자여러분들은 어류가 색맹이라는 사실을 여러 경로를 통해서 들어왔을 것이다. 그러한, 사실을 잘못 이해해서 어류는 흑백밖에 구분하지 못한다고 알고 계신 분들이 간혹 계신데 그것은 잘못된 인식이다. 대부분의 어류는 엄연히 색깔을 구별할 수 있는 능력을 가지고 있다.
사람과 어류의 눈의 차이점
사람의 눈과 어류의 눈은 기본적으로는 비슷한 구성요소로 이루어져 있다. 그래서 기본적으로는 비슷한 작용을 하지만 상이한 점들도 많다. 대표적으로 두 가지만 차이점을 살펴보기로 한다. 첫 번째는 어류의 수정체는 둥근 모양이다. 사람의 수정체는 렌즈의 모양을 하고 있지만 어류는 둥근 모양을 한다. 따라서 어류는 사람에 비해서 훨씬 넓은 광각을 볼 수 있다. 대개 사람은 전방 180도 이상의 범위를 볼 수 없지만 어류는 대개 270도 이상의 시야각을 가진다. 두 번째 차이점은 사람은 초점을 맞출 때 근육작용을 통하여 수정체의 두께를 변화시켜서 원근을 조절한다. 어류는 사진기와 마찬가지로 렌즈(수정체)를 망막으로부터 앞쪽 또는 뒤쪽으로 움직인다. 따라서 사진기가 좁은 초점거리를 가지듯이 어류는 사람에 비해서 멀리 있는 물체의 경우 좋은 상을 맺지 못한다.

어류의 시각능력
어류 중에는 가시광선의 일부와 적외선대를 감지할 수 있는 종이 있다는 것이 연구결과 밝혀졌다. 적외선은 열선으로 알려져 있는데 물체가 내는 열에 따라 강도가 결정된다. 어류가 적외선을 감지한다는 것을 알아내기란 쉽지가 않았는데 그 어려움만큼이나 재미있는 연구결과이다. 어류가 색맹이라는 것은 사람 중에서도 적록색맹 등이 있듯이 특정 파장대의 색을 감지 못하는 것으로 알려져 있다.
부분색맹
어류의 부분색맹 중에서 가장 흥미로운 사실은 적색이나 오렌지색등의 긴파장대의 가시광선 영역을 많이 감지한다는 것이다. 이러한 사실은 비교적 최근에 알려졌다. 그런데, 흥미로운 사실은 예전부터 어류가 붉은색 계통을 잘 보고 인식한다는 것은 어부들에 의해서 경험적으로 알려져 왔다.
낚시꾼들 사이에서도 숭어가 붉은 색을 좋아하는 사실을 이용하여 꽃낚시에서 붉은 색을 이용한다. 이 사실을 이용하면 숭어를 쉽게 잡을 수도 있다. 꽃낚시가 없다하더라도 서해권이나 남해권에서 감성돔 낚시 도중에 밑밥에 유인되어 숭어 떼가 출물하면 목줄을 30cm 이하로 짧게 한 다음 바늘귀에다가 면사매듭 두서너 개를 짧게 묶어주면 숭어가 적극적으로 반응하게 되고 쉽게 마릿수 조과를 얻을 수 있다. 이 방법은 낚시꾼들 사이에 잘 알려져 있는데 결과적으로 어류가 장파장의 붉은색 계통을 잘 인식한다는 점을 이용하는 일례이다.
또한, 감성돔도 밑밥속의 붉은 색과 반짝이를 좋아한다는 것은 잘 알려져 있는 사실이다. 실제 집어제에 빨간색 색소를 첨가하는 것도 과학적인 근거를 가지고 행하는 방법들이다. 그 밖에도 미노우나 다른 플로팅 타입의 루어들도 붉은 색 계통이 많이 쓰이는 것은 농어나 방어 등의 어종들도 붉은 색에 잘 반응한다는 사실을 반증한다. 실제로 그 어류들에게 있어서 붉은색의 자연 상태의 먹이는 쉽게 찾아보기 어려운데도 그 색깔에 잘 반응하는 것은 시각에 의존하는 고기들의 반응 특성 때문일 수가 있다. 하지만, 일부 어류들은 청색계통을 잘 인식하는 종들도 있는 것으로 알려져 있기도 하다. 우리가 주목해야 할 사실은 물속에서는 장파장의 광원이 더욱 멀리 퍼질 수 있기 때문에 유용하며 적외선도 마찬가지로 물속에서는 가시광선보다 훨씬 유용한 물체 인식방법이 될 수 있다. 청색계통과 비교하면 적색계통은 물속에서는 훨씬 먼 거리에서도 어류들이 인식할 수 있게 된다.

적외선인식과 예
최근의 연구결과에 의하면 몇몇 어류들은 적외선을 감지하는 것으로 밝혀졌다. 그 중에서 대표적인 어류가 미국 북부지역에 서식하는 walleye라는 어류이다. 이 어류의 경우 조상을 따져보면 대구와 같은 계열로써 일부는 바다로 오가면서 생활을 하는 경우도 있지만 대부분은 민물에 적응한 종이다. 이 어류는 주로 육식을 하는데 먹이가 되는 어류는 주로 perch라는 작은(성어의 경우 30cm를 넘지 않음) 어류이다. 이 walleye들은 야간에 먹이사냥을 하는데 주로 자갈밭 같은 곳에서 자고 있는 perch를 적외선을 이용하여 찾아낸다. 적외선은 흔히 열선이라고 부르는데 온도에 따라서 차이가 나며 야간전투에서 적외선 고글을 쓴 전투병들이 적군을 찾아내는 것과 마찬가지로 어류의 눈이 먹잇감의 체온에서 나오는 적외선을 감지한다.

적외선이 중요한 이유를 비유로써 설명하자면, 인공위성에서 지표를 감시하는 센서(인간의 시각에 해당함)들은 주로 적외선 센서를 사용하고 있다. 그 이유는 가시광선 영역에 해당하는 빛(빨주노초파남보)을 사용하면 우리 눈에 더욱 더 익숙한 영상을 얻을 수 있지만, 우주에서 지표를 관찰할 때는 이런 가시광선들은 수분에 흡수가 되어서 먼 거리를 지날 수가 없다. 반면에 적외선은 수분에 흡수가 잘 안되기 때문에 먼 거리에서도 뚜렷하게 물체를 인식할 수가 있는 것이다. 따라서 어류의 경우도 물속에서 가시광선으로써 멀리 있는 물체를 인식할 수가 없으며 인식을 한다면 적외선으로 파악을 할 수 있을 것이다.
이렇게 어류가 인간에 비해서 긴 파장의 빛을 잘 인식한다는 것은 일반적인 사실이며 이 사실은 이미 낚시에 많이 적용되어 왔습니다. 우리나라의 농어낚시용 루어에도 붉은색과 오렌지 계열이 잘 듣는다는 것이 반복된 출조를 통해서 입증이 된지 오래되었습니다. 미국에서 행하는 배스낚시에 있어서도 붉은 계열의 루어는 스테디셀러로 많이 팔리고 있는데 그 루어에는 다른 육식성 어종(파이크 머스키 등)들도 가끔 잡힌다는 특징이 있습니다. 이렇듯 어류들은 민물, 바다를 가리지 않고 붉은색 계통의 장파장 빛에 민감하게 반응합니다.

어류의 시각능력
일본의 주간낚시 잡지인 이소쯔리 스페셜 2001년 9월호에는 어류의 눈에 대한 특집을 다루었었다. 이 기사에서 어류의 시각을 사람의 시력을 나타내는 수치와 같이 표현했을 때, 벵에돔은 0.1282정도이고, 일본 열도 인근에서 잡히는 빨간눈복어(아까메후구)의 경우 0.0689 정도이라고 소개하고 있다. 벵에돔의 경우는 우리가 흔히 접할 수 있는 어류들 중에서 비교적 시력이 좋은 편이다. 0.1의 시력이란 우리가 흔히 하는 시력검사에서 가장 위쪽의 제일 큰 글자를 볼 수 있는 정도이다. 우리나라에서도 농어목에 해당하는 어종들이 낚시대상어로 인기가 있는 편인데, 이 어종들은 어류 중에서는 눈이 좋은 편에 속한다.

바다 위 물체에 대한 인식력
여기에서 한 가지 낚시 대상어가 낚시꾼을 볼 수 있느냐 하는 아주 오래된 의문을 생각해보자. 어류의 눈은 앞에서 설명했듯이 그리 뛰어난 편이 되지 못한다. 더욱이 바다 표층에서의 난반사와 흡수에 의해서 낚시꾼의 모습을 알아보기란 불가능하다. 실제 어류가 물속에서 물체를 인식하는 것도 매우 가까운 곳에서만 가능하다. 특히, 양쪽 눈의 초점이 맞았을 때만 물체의 모양을 확인할 수 있다. 대신, 한쪽 눈만으로도 운동하는 물체는 인식할 수 있다. 이것은 사람도 마찬가지로서 시력이 나쁜 사람도 멀리서 움직이는 물체는 쉽게 알아볼 수 있는 것과 같은 양상이다. 따라서 물이 맑고 잔잔한 바닷가에서 갯바위 끝에 서서 움직이는 낚시꾼의 존재를 대상어는 인식할 수도 있다. 단 이때에도 어류는 전 가시광선 영역이 아닌 장파장의 빛을 주로 인식할 것이다. 실제 미국의 루어낚시의 대표어종인 배스와 월아이를 비교해보면 적외선 감지 능력이 뛰어난 월아이는 연안 가까운 곳에서 거의 잡히지 않는 반면 배스는 얕고 연안에 가까운 곳에서도 잘 잡히는 현상은 그들의 적외선 인지 능력차이라고 설명할 수도 있을 것이다(여기에 대해서는 아직 이론의 여지가 있다). 따라서 대상어가 낚시꾼을 볼 수 있을까하는 고전적인 문제의 답은 명확하지는 않지만 대부분의 경우(일반적인 바다상황과 일반 어류에 대해서)는 볼 수 없다가 답이라고 말할 수 있다.
낚시꾼을 보는 대상어
어류의 눈과 관련하여 낚시책에도 소개되고 우리에게도 익숙한 편견 두 가지를 지적하고자 한다. 첫 번째는 물의 높은 굴절률(바닷물은 통상 1.35-1.4정도 공기는 1.0의 굴절률을 가진다)때문에 어류는 낚시꾼을 봐도 낚시꾼은 대상어를 볼 수 없다는 편견이다(그림 참조). 물체를 인식하는 데는 맨 앞에서 설명했듯이 빛의 존재가 필수적이고 빛의 경로가 물에서 꺾이는 것은 항상 같은 각도이다. 따라서 물속에서 물위를 볼 수 있다면 물위에서도 물속의 같은 지점을 볼 수 있어야 한다. 단지 차이점이 있는데 빛이 굴절률이 낮은 물질에서 높은 물질로 들어갈 때는 어느 경우에도 방해를 받지 않는다. 그러나 굴절률이 높은 물질에서 낮은 물질로 들어갈 때는 어떤 한계 이상에서는 빛이 나가지 못하고 물과 공기의 경계면에서 반사가 되어버린다. 이런 물리현상을 전반사라고 부른다. 전반사 현상의 영향으로 우리가 물위에 있을 때 일정 각도 이상에 있는 어류를 우리가 볼 수 없고, 어류는 볼 수가 있다는 것은 적어도 물리적으로는 사실이다. 따라서 아래 그림에서와 같이 어떤 한계각도 이상에서만 우리는 대상어를 보지 못하고 대상어는 우리를 볼 수 있게 된다. 그러나 대개의 경우(바다의 평균물색과 파도) 이정도의 한계각도 이상에서는 앞에서도 설명하였듯이 어류도 물 밖의 물체를 인식하지 못한다. 따라서 어류는 낚시꾼을 인식하고 낚시꾼은 어류를 인식하지 못한다는 말은 대부분 원리적으로 일부는 맞지만, 대부분 틀린 말이 된다. 그러나 청물이 든 상황에서는 갯바위 끝에 나가서 낚시를 한다는 것은 좋지 못한 자세이다. 또한, 돌돔 낚시를 할 때는 특히 몸을 갯바위에 숨기는 것이 나을 것이다. 대개 돌돔낚시는 물이 맑은 상황에서 이루어지며 특히 민장대 낚시에서는 갯바위 가까운 곳이 포인트가 되기 때문에 돌돔이 낚시꾼의 존재를 알아차릴 수 있다. 일례로 계류낚시에서는 물이 맑고 얕기 때문에 산천어나 송어가 낚시꾼을 모습을 본다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이때 당연히 낚시꾼들도 대상어를 충분히 볼 수가 있다.

복어는 눈이 좋다??
두 번째 편견은 복어의 시각이 뛰어나서 목줄을 볼 수 있다는 것이다. 흔히, 낚시를 하다보면 별다른 입질도 없이 바늘이 풀어지거나 매듭이 느슨해지면 흔히들 복어의 행동이라는 것을 알고 있고, 따라서 어류 중에서 복어의 눈이 뛰어나서 목줄을 볼 수 있다고 여기는 것이다. 그러나 앞에서도 언급하였듯이 복어의 시력은 감성돔이나 벵에돔보다 더 나쁘다고 밝혀졌다. 복어가 나타나면 목줄을 씹어서 끊어지는 현상은 복어의 취이습성과 작은 입에서 나타나는 현상일 것이다. 덧붙여서 활발하게 먹이활동을 하는 대부분의 어류는 목줄을 볼 수 없다는 것이 정설이라고 할 수 있다.

이번호에서는 어류의 색감과 시력에 대해서 살펴보았습니다. 다음호에는 낚시의 가장 중요한 요소 중에 하나인 조류가 생기는 원인과 조석에 대해서 살펴보기로 하겠습니다. 필자의 글에 의문이 있거나 다른 생각을 가지신 분들의 의견을 환영합니다. 아래 e-mail로 연락을 주시면 답변 드리도록 하겠습니다.
신동찬
조선대학교 신소재공학과

출처 세이클럽 갯바위낚시사랑 동호회 회원이신 어부님에 글이였습니다.
우리동호회사람중에서 제일 으뜸인분입니다.