거울 보는 물고기

고다 마사노리 지음 | 정나래 옮김

글항아리 2025년 01월 16일 출간 국내도서 : 2025년 01월 09일 출간

작품소개

책소개

저자의 발견은 통념을 박살 낸다. 자기 인식은 인간과 대형 유인원만이 가능하다는, 반세기 동안 지켜진 통념을 말이다. 이 책은 그 제목과 부제에서 알 수 있듯 한 물고기 학자가 이제까지의 상식과 정반대되는 사실을 새로운 진실로 제시하는 책이다. ‘오사카시립대학의 희한한 물고기 선생’이자 저자인 고다 마사노리는 주장한다. 물고기는 개체를 식별하며 자기를 인식한다고. 즉 ‘마음’의 체계를 갖고 있다고.

대형 유인원이 자아의식을 갖고 있다는 상식 역시 따지고 보면 그리 오래된 상식은 아니다. 근세철학의 아버지라 불리는 데카르트는 인간을 정신과 육체로 엄격하게 구분해 이해했으며 대형 유인원을 포함한 동물은 지능은 있지만 자기를 돌아보는 능력과 자아, 즉 ‘마음’은 없다고 봤다. 이 같은 사고방식은 인간이 인간을, 또 동물을 이해하는 데 지대한 영향을 미쳤다. 20세기 중반, 이러한 인간중심주의에 일격을 가한 획기적인 실험이 발표되는데 침팬지의 거울 자기 인식을 증명한 고든 갤럽 교수의 연구다.

목차

머리말

제1장 물고기의 뇌는 원시적이지 않았다
1. 척추동물 뇌 이해의 역사
20세기의 뇌 이해 / 20세기의 동물 행동 이해 / 21세기의 뇌 이해
2. 물고기의 뇌와 뇌신경
인간과 고대 물고기의 뇌신경 / 12쌍 뇌신경의 연결 구조는 같다 / 물고기의 뇌신경과 뇌신경회로 / 인간과 물고기의 뇌 내부 구조 / 물고기 뇌에서도 착시가 일어난다 / 시각 인식을 효율적으로
3. 이후의 동물 행동 연구
고전 동물행동학에서 행동생태학으로 / 새의 지성이 밝혀지다 / 정리

제2장 물고기도 얼굴로 상대방을 알아본다
1. 풀처를 통한 얼굴 인식 연구
얼굴 인식 능력은 타고나는 것일까? / 가족 공동 육아를 하는 물고기 ‘풀처’ / 이웃은 공격하지 않는다 / 얼굴을 바꿔치기했더니…… / 얼굴을 보는 걸까, 무늬를 보는 걸까
2. 얼굴을 인식하는 물고기들
디스커스도 얼굴을 알아볼까? / 쿠헤이와 피라루쿠의 얼굴 무늬 / 산호초에 서식하는 물고기의 얼굴 인식 / 구피와 송사리도 얼굴을 인식할까? / 시선이 정말 얼굴로 향할까? / 역시 맨 먼저 보는 곳은 얼굴이었다
3. 얼굴 인식 상동 가설
인간과 포유류의 얼굴 역전 효과와 얼굴 인식 뉴런 / 풀처의 얼굴 역전 효과 / 얼굴 인식 뉴런의 상동 가설

제3장 거울 자기 인식 연구의 역사
1. 자기 인식 또는 자아의식Self-awareness의 이해
“나는 생각한다. 고로 나는 존재한다” / 『만들어진 신』 / 인간중심주의를 뒤엎다
2. 동물 거울 자기 인식 연구의 역사
관찰에서 실험으로 / 마크 테스트의 탄생 / 침팬지 실험 성공의 의미 / 자기 인식은 대형 유인원만 가능하다?
3. 영장류 외 동물의 거울 실험
큰돌고래와 아시아코끼리의 거울 실험 / 마침내 새도 성공했다 / 고든 갤럽 교수의 주장 / 물고기의 거울 자기 인식

제4장 물고기 최초로 성공한 거울 자기 인식 실험
1. 물고기에게 거울을 보여주었다
기존의 물고기 거울 자기 인식 연구 / 장난삼아 시작한 실험 / 물고기에게 마크를 해보다
2. 청줄청소놀래기가 좋겠어!
다른 물고기의 기생충을 청소하는 물고기 / 거울 달린 수조 만들기 / 거울 앞에 선 청줄청소놀래기
3. 드디어 마크 테스트
청줄청소놀래기는 가려운 곳을 비비댄다 / 기생충과 똑 닮은 마크를 표시하다 / 마크 테스트 결과 / 기생충이 떨어졌는지 확인하는 청줄청소놀래기 / 드디어 투고 / 산처럼 쌓여가는 꼬투리

제5장 논문 발표 이후 세상의 반응
1. 비판에 어떻게 맞설 것인가
끓어오르는 비판과 칭찬 / 재미있는 연구의 3원칙 / 비판의 주요 내용
2. 연이은 추가 실험
실험 개체 수가 적다? / 턱을 비비대는 것은 상대방에게 보내는 신호? / 시각 자극이 촉각 자극을 유발한다? / 사이좋은 한 쌍을 통한 실험
3. ‘생태적 마크’의 의미
마크 색깔로 결과가 바뀌다 / 생태적 마크가 아니면 결과가 일정치 않다 / 기존의 마크 테스트는 ‘관심도 테스트’ / 동물은 거울로 공간을 이해할 수 있다? / 마크 테스트의 조건

제6장 물고기와 인간은 거울에 비친 자기 모습을 어떻게 인식할까?
1. 동물은 거울에 비친 자기 모습을 어떻게 인식할까?
자아의식의 3단계 / 거울 자기 인식에 필요한 자아의식 / 외면적 자아의식일까, 내면적 자아의식일까 / 자기 얼굴 심상 인식 가설
2. 청줄청소놀래기는 자기 얼굴을 이미지화해 기억할까?
청줄청소놀래기도 얼굴로 타자 인식을 한다 / 얼굴 심상을 통한 개체 식별이 지니는 의미 / 사진으로 자기 인식을 할 수 있다 / 얼굴 정보로 식별한다! / 거울 자기 인식 프로세스 / 자아의식의 기원 ‘자아의식 상동 가설’ / 청줄청소놀래기에게 ‘성찰적 자아의식’이 있을지도
3. 프란스 드 발 교수 앞에서 연구 결과를 발표하다
가자, 도쿄로 / 미꾸라지로 의기투합 / 대결은 계속된다

책 속으로

이 장에서는 먼저 동물행동학의 역사와 함께 우리가 척추동물의 뇌 진화를 어떻게 이해해왔는지 시간 순서대로 살펴보고자 한다. 21세기에 들어서면서 척추동물의 뇌를 이해하는 방식은 완전히 달라졌다. 따라서 뇌 연구의 역사를 언급하지 않고서는 동물의 행동 연구나 인식 연구의 흐름을 설명할 수가 없다. 하지만 척추동물 뇌 연구의 최전선에서 거둔 성과는 그다지 알려지지 않았다. 특히 나와 같은 세대의 독자 중에는 처음 듣는 내용에 깜짝 놀라는 사람이 있을지도 모른다. _21쪽

큰가시고기의 얼굴 인식 연구는 당시 석사 과정을 밟고 있었던 이노우에 이즈미가 담당했다. 큰가시고기를 자세히 관찰해보니 변이가 다채롭게 나타나는 부분이 얼굴에만 집중되어 있었다. 풀처, 디스커스와 같은 방법으로 모의실험을 진행한 결과 큰가시고기 역시 얼굴을 통해 개체 식별을 하고 있었다. 게다가 식별의 정밀도는 농어목 물고기와 별반 다르지 않았다. 여기에서는 실험의 상세한 내용은 설명하지 않겠지만 어쨌든 큰가시고기도 얼굴로 상대 개체를 구별할 수 있으며 결코 단순한 본능 행동만 하는 물고기는 아니었다. _76쪽

2014년 당시에는 물고기에게 거울 자기 인식 능력 같은 고도의 인지 능력이 없다고 보는 게 일반적이었다. 동물을 연구하는 사람은 자신의 연구 대상을 호의적으로 바라보기 마련이다. 물고기를 연구하는 사람도 물고기가 영리하다고 여기는 경향이 있다. 하지만 아무리 그런 사람일지라도 물고기가 거울 자기 인
식을 할 수 있으리라고는 생각하지 않았다. 그러나 나는 ‘트란스크립투스는 자기 몸에 표시된 마크를 알아챘지만 신경 쓰지 않고 있을 뿐이다’라고 생각했다. 왜일까. _128쪽

실험에 사용한 갈색 마크는 기생충과 똑같은 색상·크기·형태를 갖도록 연출한 것이다(책머리그림 4). 기생충을 보면 떼려고 하는 청줄청소놀래기의 습성에서 마크를 비비대는 행동을 끌어내기 위해 일부러 마련한 장치였다. 그럼 같은 크기, 같은 형태라도 기생충으로는 보이지 않는 청색이나 녹색 마크를 사용하면 어떨까? 기생충으로 보이지 않는다면 청줄청소놀래기는 마크가 묻은 부위를 바닥에 비비대지 않으리라 예상된다. _167쪽

내 오랜 경험에 비추어봤을 때 탕가니카 호수의 시클리과 물고기나 산호초 지대에 서식하는 물고기는 절대 동종 물고기의 생김새와 한참 다른 모형(이를테면 혼인색을 강조한 석고 덩어리나 단순화한 암컷 모형)에게 공격이나 구애를 하지 않는다. 탕가니카 호수처럼 서식종이 다양해 늘 수많은 포식자로부터 목숨을 위협받는 곳에서 세력 다툼이나 구애에 맹목적으로 몰두하는 것은 지극히 위험한 행위다. 탕가니카 호수와 산호초에 사는 물고기들은 조심성이 많아 이런 어리석은 짓은 하지 않는다. _233쪽

출판사 서평

마크 테스트의 시초

갤럽 교수는 거울을 접해본 적 없는 침팬지 네 마리를 대상으로 거울 자기 인식 실험을 진행했다. 네 마리 모두 처음에는 거울 속 대상에게 공격적인 태도를 취했지만 이윽고 그 모습이 자신이라는 걸 꺠달았는지 거울을 들여다보며 거울상을 찬찬히 관찰하기 시작했다. 열흘 뒤, 교수는 침팬지들을 마취하고 이마에 빨간색 마크를 표시했다. 마취에서 깨어난 침팬지들은 표시를 눈치채지 못했는데, 거울을 들여다본 후 네 마리 모두 자기 이마의 마크를 만졌다. 동물이 자신을 인식할 수 있다는 사실을 최초로 증명한 역사적인 순간이었다. ‘마크 테스트’였다.

갤럽 교수 이후 영장류 외 동물을 대상으로 한 마크 테스트가 줄을 이었다. 큰돌고래와 아시아코끼리, 심지어 까치까지 마크 테스트에 통과했다. 그러나 실패 사례도 많았다. 거울의 속성을 이해한 동물들은 많았지만 그를 통한 자기 인식을 증명한 경우는 드물었다. 개도 고양이도, 돼지도 앵무새도 마찬가지였다. 자기 인식이 이처럼 ‘똑똑한 동물’들만의 특질이 되어가는 상황에서 저자는 그간 ‘똑똑한 동물군으로 분류된 적 없는’ 물고기의 거울 자기 인식 실험을 성공해 보인다. 물고기에게 인간, 대형 유인원과 같은 자기 인식 능력이 있음을 증명해낸 것이다.

물고기에게 거울을 보여주었다

이 책은 생생하고도 치열한 실험의 현장으로 독자를 끌어들인다. 저자는 실험 전과 과정, 그리고 이후 해석의 단계까지 세세히 설명하며 자기 실험의 독창성과 원칙성, 논리성 등을 확고히 해나간다. 실험의 치밀함은 여전히 물고기의 지성을 의심하는 세상의 회의적 시선에 대한 가장 인간적이면서도 과학적인 대응이다.

마크 테스트를 물고기에게도 실행하기로 한 저자는 다른 물고기의 표면에 붙은 작은 기생충을 떼어내 먹는 청줄청소놀래기를 그 대상으로 삼았다. 자기 몸에 무언가가 붙어 있거나 묻어 있을 때 그것을 예민하게 알아차릴 수 있을 것이기 때문이다. 연구실 수조에 충분히 적응한 청줄청소놀래기는 이후 거울과 대면한다. 첫날, 그들은 거울상을 세차게 공격했지만 2~3일 차에는 공격 시간이 크게 줄었다. 3일 차 무렵에는 갑자기 배를 위로 한 채 헤엄을 치는 등 거울상과 자기 행동의 수반성을 확인하는 ‘부자연스러운 행동’을 보였다. 7일 차가 되면서는 공격 행동을 멈췄다.

이제 본격적으로 마크 테스트에 들어갈 차례다. 청줄청소놀래기를 마취한 뒤 시야에 들어오지 않는 턱 밑에 그들이 떼어내고 싶어 안달을 낼 수밖에 없는 ‘기생충’을 닮은 갈색 마크를 표시했다. 마취에서 깨어난 청줄청소놀래기는 자신의 턱 밑에 마크가 생긴 줄도 모르고 평소처럼 생활한다. 그러다 거울을 보게 된 청줄청소놀래기는 턱 밑의 갈색 흔적을 발견하고는 다소 어색한 몸짓으로 모랫바닥에 턱 밑을 비비댔다. “턱을 바닥에 문지르는 행위는 영락없이 턱 밑에 붙은 기생충을 바닥에 깔린 모래에 비비대 떼어내려고 하는 모습이었다.” 물고기가 거울에 비친 대상을 자신으로 인식한다는 사실이 처음으로 증명된 순간이다.

비판과 고정관념에 맞서기

새로운 발견이 겪는 최초의 운명은 거부와 부정이다. 저자와 연구팀은 의기양양하게 세상에 실험 결과를 공개했지만 곧 비판이 따라왔다. 특히 자기 인식을 할 수 있는 동물은 인간과 유인원뿐이라는 주장을 견지하는 갤럽 교수의 지적은 큰 산이었다. 갤럽 교수는 실험 개체 수가 적다는 점, 청줄청소놀래기가 턱 밑을 비비댄 게 아니라 턱을 더 잘 보려고 했던 행동이 그렇게 비친 것뿐이라는 점, 거울상을 이웃으로 인식해 그에게 정보를 준 것뿐이라는 점, 갈색 마크가 마취 당시의 촉각 자극을 상기시킨 것뿐이라는 점 등을 들어 실험 결과를 부정했다.

저자는 지적을 기회 삼아 연구에 다시금 정진한다. 그러고는 갤럽 교수의 모든 지적을 빈틈없는 실험 결과로 반론한다. 아울러 물고기의 개체 인식, 자기 인식 능력이 인간과 별도로 진화하지 않았다는, 고생대 경골어류 대에서 진화한 자기 인식 능력, 타자 인식 능력, 자아의식이 육상 척추동물과 인간에게 전해졌다는 결론을 제시한다. 저자가 주장하는 ‘얼굴 인식 상동 가설’ 그리고 ‘자아의식 상동 가설’이다. 다소 급진적인 주장처럼 들릴 수 있으나 책을 읽으면 그가 내민 타당한 근거에, 실험 결과에 고개를 끄덕이게 된다.

물고기에 대한 애정, 관심과는 별개로 그의 실험은 일찍이 정해둔 결과를 향해 나아가는 억지스러운 여정이 아닌 지난하고도 성실한 여정 끝에 다다른 새로운 진실로써 설명된다. 이 책의 끝에서 독자는 “물고기도 생각을 한다” “물고기도 자기를 인식한다”라는 일차적 사실을 알게 되는 동시에 “인간만이 사고의 주체가 아니다”라는 더 크고 본질적인 진실을 새삼스레 깨닫게 될 것이다. 이 같은 합리적 사고의 확대가 이 일기, 이 책이 가고자 한 최종 목적지일 것이다.

작가정보

저자(글) 고다 마사노리

오사카시립대학 대학원 이학연구과 교수이자 세계 유일의 물고기 인지 능력 연구팀을 이끄는 동물사회학자다. 행동생태학, 동물생태학, 동물사회학, 비교인지과학의 지식을 바탕으로 아프리카 탕가니카 호수와 산호초에 서식하는 물고기의 생태ㆍ행동ㆍ사회ㆍ인지 능력을 주로 연구한다. 침팬지의 거울 자기 인식 실험 방법을 청줄청소놀래기 실험에 적용해 세계 최초로 물고기에게도 거울 자기 인식 능력이 있다는 사실을 증명해 보였다.

번역 정나래

대학에서 환경공학을 전공했다. 졸업 후 들어간 건설회사에서 일본 협력사와의 통ㆍ번역 업무를 맡게 되면서 번역의 매력에 빠졌다. 삶에 관한 통찰과 새로운 지식을 전달하는 과학책에 열광하며 혼자 읽기 아까운 책들을 직접 기획하고 번역한다. 옮긴 책으로 『먹는물이 위험하다』가 있다.