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미국 텍사스대 연구팀은 수컷 금화조가 부른 노래의 음절들을 기계학습으로 분석해 2차원 지도로 나타냈다.
빨간색으로 표시된 금화조 A의 노래는 파란색으로 표시된 금화조 B의 노래보다음절들이멀리떨어져있음을알수있다.노래가더복잡하다는 뜻이다. 암컷 금화조는 이런 복잡한 노래를 더 선호했다.
명금류(songbird)는 수컷이 암컷에게 구애하기 위해 노래를 부르는 새를 일컫는다. 명금류의 한 종인 금화조의 수컷은 각자 다른 노래를 부르며, 한 마리의 수컷은 평생 한 가지 노래만 부른다. 그렇다면 암컷은 수컷들의 서로 다른 노래에서 어떤 단서를 얻어 짝짓기할 상대를 선택하는 걸까.
토드 로버츠 미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬센터 신경과학과 교수팀은 암컷 금화조가 수컷의 노래에서 어떤 특성을 듣는지 기계학습을 통해 분석한 연구 결과를 3월 20일 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. doi: 10.18738/T8/LTM5MG
그동안 과학자들은 금화조의 노래 속 음높이, 지속 시간, 음량 등 다양한 요소와 짝짓기의 관계를 알아보고자 시도해왔다. 그러나 이런 기본적인 지표들로는 암컷이 어떻게 수컷을 선택하는지 파악할 수 없었다.
연구팀은 수컷 금화조들의 노래에서 50만 개의 음절을 녹음한 후, 인공지능(AI) 학습 방식의 일종인 기계학습을 이용해 분석했다. 녹음한 소리들의 여러 변수를 2차원으로 재배열해 일종의 ‘지도’를 만들고, 지도에서 암컷 금화조가 선호하는 노래의 특성이 무엇인지 알아봤다.
금화조의 노래는 보통 4~7음절로 구성돼 있다. 소리가 비슷한 음절들은 연구팀이 만든 지도상에서 비슷한 위치에 표시된다. 그런데 암컷이 선호하는 노래는 그 반대였다. 노래를 구성하는 각각의 음절들이 지도상에서 멀리 떨어져 있을수록, 다시 말해 복잡한 노래를 부를수록 선호하는 것으로 나타났다.
암컷 금화조에게 녹음한 음절을 이어 붙여 만든 노래를 동시에 틀어줬을 때, 음절들의 위치가 비슷한 노래보다는 서로 멀리 떨어져 있는 노래쪽으로 이동했다.
어린 금화조는 아버지를 모방하며 노래를 배운다. 연구팀은 태어나자마자 격리돼 노래를 배우지 못하고 즉흥적으로 소리를 내는 금화조의 경우 노래의 복잡성이 떨어진다는 관찰 결과도 공개했다. 암컷에게 매력을 뽐낼 수 있는 복잡한 노래를 배우지 못한다는 의미다.
연구팀은 “(기계학습을 통해 만든) 지도에 나타난 경로의 길이와 복잡성이 어떤 의미인지 정확히 알 수는 없다”고 설명했다. 금화조 암컷은 음높이, 음량 등의 단일 변수가 아니라, 여러 변수를 종합적으로 고려하기 때문이다.
연구팀은 “복잡한 노래를 부르는 수컷이 실제로 번식 가능성이 높은지 추가로 연구할 계획”이라고 덧붙였다.
