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영화가 시작될 시간이 거의 다돼 헐레벌떡 영화관 안으로 들어간다. 광고 화면이 모두 지나가 조명은 꺼져 있다. 잠시동안은 주변을 알아볼 수 없다가 시간이 지나면 괜찮아진다. 영화가 끝난 후 조명이 켜지면 객석이나 관객들이 훨씬 잘 보인다.

눈에 들어오는 빛의 양은 홍채가 조절한다. 주변이 밝을 때는 홍채가 느슨해지면서 동공이 작아져 눈에 빛이 적게 들어온다. 반대로 어두울 때는 홍채가 수축하면서 동공이 커지므로 눈에 빛이 많이 들어온다. 어두운 곳에서 갑자기 밝은 곳으로 나오면 커져 있던 동공에 한꺼번에 많은 빛이 쏟아져 들어오기 때문에 눈이 부시다. 밝은 곳에서 갑자기 어두운 곳으로 가면 작아져 있던 동공이 커질 때까지 잠시동안 잘 보이지 않게 되는 것이다. 또한 어두운 곳에서는 빛의 양이 적기 때문에 눈에 들어오는 빛도 당연히 적다. 따라서 밝은 곳에서보다 훨씬 덜 보일 수밖에 없다.

그런데 고양이와 같은 야행성 동물은 사람보다 명암 변화에 적응을 더 잘한다. 뿐만 아니라 깜깜한 밤에도 사람보다 더 잘 볼 수 있다. 눈의 구조가 사람과 다르기 때문이다.

명암 구별하는 세포 사람보다 많아

고양이의 얼굴에서 눈이 차지하는 비율은 사람에 비해서 훨씬 크기 때문에 시야가 넓다. 또 수정체가 사람이나 다른 주행성 동물들에 비해 훨씬 앞으로 튀어나와 있어 외부와 닿는 표면적이 넓다. 따라서 수정체가 빛을 더 많이 모을 수 있다.

고양이 눈의 홍채는 사람에 비해 더 많이 수축하고 이완될 수 있기 때문에 동공도 훨씬 크게 열린다. 이렇게 야행성 동물의 눈은 빛을 많이 받아들일 수 있도록 설계됐기 때문에 깜깜한 곳에서도 희미한 빛을 잡아낼 수 있다.

또한 야행성 동물의 눈에는 사람과 다른 독특한 구조가 있다. 눈의 망막 뒤쪽에 있는 타페텀(tapetum)이라는 반사층이 바로 그것. 이곳에서는 동공으로 들어와 망막을 통과한 빛을 반사시켜 망막으로 되돌려보낸다. 빛이 희미할 때는 잘 보이지 않기 때문에 자신의 눈에 받아들였던 빛을 모아 한번 더 쏘아보내는 것이다. 이렇게 반사되는 빛 때문에 야행성 동물의 눈은 어둠 속에서 빛나보인다.

야행성 동물은 물체의 상이 맺히는 망막의 시세포도 사람과 다르게 구성돼 있다. 시세포는 막대 모양의 간상세포(rod)와 원뿔 모양의 원추세포(cone) 두가지가 있다. 간상세포는 명암을 구분하고 원추세포는 색깔을 구분하는 역할을 한다. 대부분의 야행성 동물 눈의 간상세포는 사람을 비롯한 주행성 동물에 비해 훨씬 길고 그 수도 많다. 심지어 어떤 동물의 눈은 아예 원추세포가 없이 간상세포로만 이뤄진 경우도 있다.
실제로 고양이의 망막에는 개보다 간상세포가 많이 있다. 또 올빼미의 눈에도 대부분 간상세포만 있다. 따라서 올빼미는 사람 눈에 들어오는 빛의 1백분의 1 정도만 있어도 뚜렷하게 볼 수 있는 것이다.

한편 어두운 곳에 있는 고양이에게 밝은 빛을 비추면 고양이의 눈은 어떻게 적응할까. 눈에 갑자기 빛이 많이 들어올 때는 홍채가 느슨해지면서 동공이 작아져야 한다. 너무 많은 빛이 들어오는 것을 막아야 하기 때문이다. 고양이의 동공이 어떻게 생겼는지를 떠올려보자. 동그랗지 않고 길쭉하다. 동그란 모양보다는 길쭉한 모양이 크기를 변화시키는데 훨씬 효율적이다. 따라서 동공 자체가 수직으로 긴 모양이다.

환경따라 진화한 눈

하지만 야행성 동물 모두가 주간시력보다 야간시력이 뛰어나게 좋은 것은 아니다. 박쥐는 야행성 동물이지만 눈이 거의 퇴화된 상태이기 때문에 눈으로는 물체를 직접 분간하기 어렵다. 대신 박쥐는 입으로부터 초음파를 발사한다. 주파수는 사람이 들을 수 없는 30-1백50kHz 정도다. 내보낸 초음파가 물체에 닿아 되돌아오는 반사파를 통해 물체를 감지해낸다.

햄스터와 같은 야행성 동물은 시력이 매우 나쁘다. 수십cm 정도의 거리에 있는 물체를 겨우 식별할 정도다. 게다가 햄스터의 시력은 낮에나 밤에나 비슷하다. 하지만 천적이 많기 때문에 낮에는 활동하지 못하고 주로 밤에 활동해 자연스럽게 야행성이 된 것이다.

지구의 모든 동식물은 빛에 반응하며 생존해 왔다. 하지만 동물마다 눈이 빛을 느끼는 정도는 서로 다르다.주로 밤에 활동하는 동물뿐만 아니라 땅 속이나 동굴또는 깊은 바다와 같이 빛과 직접적인 접촉이 없는 곳에 사는 동물의 눈은 크고 빛에 매우 민감하다. 그렇지않으면 아예 퇴화돼 기능을 잃어버렸다. 동물의 눈도자신이 살고 있는 환경에 적합하게 진화한 것이다.