[와우! 과학] “포유류는 뇌가 클수록 개체 수 줄어든다…인간만 예외”

지구에 있는 수많은 동물 가운데 인간은 큰 뇌와 뛰어난 지능으로 지구 생태계의 정점에 선 유일한 존재다. 하지만 이렇게 큰 뇌를 유지하기 위해서 치르는 대가도 만만치 않다. 대부분의 포유류에서 뇌가 기초 대사량에서 차지하는 비율은 2~8% 수준이지만, 인간의 경우 20~25%에 달한다. 쉬고 있을 때 사용하는 에너지의 1/4~1/5 정도가 뇌를 유지하기 위해서 들어가는 것이다. 과학자들은 인간을 제외한 포유류도 큰 뇌를 유지하기 위해 적지 않은 비용을 지불한다는 사실을 발견했다.

리딩 대학 과학자들이 이끄는 국제 연구팀은 뇌의 크기가 해당 포유류의 서식 밀도에 주는 영향을 조사했다. 날아다니거나 헤엄치지 않는 육상 포유류 656종의 서식 밀도와 뇌의 크기를 비교하자 매우 유의미한 연관성이 있다는 사실이 밝혀졌다. 비슷한 크기의 포유류라도 뇌가 클수록 개체 수는 현저히 감소했다.

예를 들어 몸무게 11㎏에 뇌 무게 95g인 바르바리 마카크 원숭이(Barbary macaque)의 서식 밀도는 1㎢에 36마리다. 그런데 몸무게는 비슷하지만, 뇌 무게는 123g인 큰긴팔원숭이(siamang)는 1㎢에 14마리로 거의 1/3 수준에 불과하다. 같은 몸무게를 지닌 동물이라도 에너지 소비가 많은 뇌가 큰 경우 당연히 더 많은 땅이 필요하지만, 예상보다 더 큰 차이가 난 것이다. 물론 이는 뇌의 크기뿐 아니라 주로 먹는 먹이나 생활 방식, 천적의 존재 등 다양한 요인에 의한 것이지만, 뇌의 크기는 대부분의 포유류에서 밀도에 영향을 미치는 중요한 요소였다.

뇌가 크고 지능이 높으면 사냥을 하거나 천적을 피하는데 더 유리하지만, 몇 퍼센트만 더 먹어야 해도 먹이가 부족한 상황에서 생존 가능성이 떨어진다. 생존 경쟁이 치열한 자연에서는 작은 차이도 무시할 수 없는 결과를 초래한다. 따라서 인간을 제외한 동물들은 적당한 뇌 크기를 지니도록 진화했다.

인간은 이 제약에서 벗어난 유일한 포유류다. 높은 지능이 어떤 임계점을 넘으면서 뇌가 소비하는 것 이상의 에너지를 풍족하게 공급할 수 있게 했을 것이다. 인류는 농경이 시작되기 전에는 다양한 도구의 사용 덕분에 그리고 농경 시대 이후엔 농작물과 가축을 키워 충분한 식량을 구했다. 결국 인간은 큰 뇌를 개체 수 증가에 유리하게 사용한 매우 예외적인 사례인 셈이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com