STEAM R&E 연구결과보고서

STEAM R&E 연구결과보고서

(십자매의 색 구분능력을 이용한 실생활 응용방안 모색)

2015. 11. 18.

창원여자고등학교

< 연구결과 요약 >

과 제 명 십자매의 색 구분능력을 이용한 실생활 응용방안 모색

연구목표

참새류에 속하는 십자매를 통해 조류의 색 구분 능력을 알아보 고 특정 파장의 빛에서 보이는 행동유형을 분석하여 새의 시각과 행동에 대한 지식은 물론 얻어진 결과를 활용하여 실제 생활에 도움이 아이디어를 제시하고자 함.

연구방법

1) 실험1 : 행동실험을 통한 색 구분능력을 알아보는 탐구 -십자매가 색 구분능력이 있는지를 확인하기 위해서 스키너의 조작적 조건화를 이용하였음. 십자매가 특정 색과 먹이라는 보상 을 연합하여 조건화되면 두 가지 서로 다른 색의 방 중에서 실험자 가 의도하는 특정 색(먹이라는 보 상을 부여하는 색)의 방을 선택 하는 행동 빈도가 높아지는 경향이 나타날 것이라는 가설을 가지 고 이를 검증하는 행동실험을 수행.

2) 실험2 : 특정파장의 빛에서 보이는 행동 분석

-특정 빛에서 윢계의 행동에 변화가 생긴다는 선행연구(손창 호, 2009)를 바탕으로 특정파장에서 십자매의 행동 유형을 분석함

연구성과

1) 실험1 : 행동실험을 통한 색 구분능력을 알아보는 탐구 - 십자매는 빛의 삼원색은 물론 자외선 영역까지도 그 색깔 차이 를 유의하게 구분한다는 결론을 얻을 수 있었음.

2) 실험2 : 특정파장의 빛에서 보이는 행동 분석

- 평균 활동량은 자연광과 녹색 빛을 비춰줄 때가 적색과 청색 빛을 비춰줄 때보다 많이 나타남.

- 털고름 행동과 돌아다니는 행동은 청색과 적색에 비해 자연광 과 녹색 빛을 비춰줄 때가 더 큼.

- 다른 십자매를 부리로 쪼는 행동은 자연광과 녹색에 비해 청색 과 적색을 비춰줄 때 많이 나타남.

주요어

(Key words) 십자매, 조류의 색각 구분 능력, 조작적 조건화

1. 개요

□ 연구 동기 및 목적

○ 본 연구를 하게 된 동기

- EBS 다큐프라임에서 방송된 다큐멘터리「바람의 혼, 참매」를 보고 참매가 강 상공을 날다가 물고기를 낚아채어 먹는 모습을 보고 조류의 시각에 대해 궁금증을 가지게 됨.

- 조류의 시각에 대해 조사를 하던 중 팀 버케드의 저서인「새의 감각」

이라는 책을 통해 조류의 시각을 포함한 다른 감각에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있었으며, 그 가운데서도 조류의 시각이 인간의 눈보다 더 넓은 영역의 파장을 인식할 수 있다는 점을 흥미롭게 생각함.

○ 연구의 필요성

- 주변 환경에서 흔하게 볼 수 있는 참새나 까치 등은 우리 생활에서 밀접하게 관계를 맺고 살아가는 텃새이나 그 연구가 부족함 상태임.

- 문화재 건물이나 과수원에 미치는 조류의 피해는 심각한 문제이며, 이를 해결하기 위해 친환경적이며 지속가능한 대책마련이 시급함.

○ 연구목적

- 참새류에 속하는 십자매를 통해 조류의 색 구분 능력을 알아보고 특정 파장의 빛에서 보이는 행동유형을 분석하여 새의 시각과 행동에 대한 지식 은 물론 얻어진 결과를 활용하여 실제 생활에 도움이 아이디어를 제시하고 자 함.

□ 연구범위

○ 연구분야

- 십자매의 색 구분 능력과 특정 파장의 빛에서 보이는 행동유형을 분석 하는 동물행동학 연구.

- 십자매 연구를 통해 문화재 건물이나 과수원에 미치는 조류의 피해를 해소하기 위한 친환경적인 아이디어 제안.

2. 연구 수행 내용

□ 이론적 배경

○연구대상 : 십자매

- 몸길이 12∼13cm. 사이좋게 지낸다고 해서 십자 매라는 이름이 붙여짐. 몸빛깔은 잿빛이 도는 갈색 이고 꽁지 끝이 뾰족하며 허리가 흰색임. 사육종은 온몸이 흰색인 것과 연한 갈색을 띤 것 등 다양함.

한배의 산란수는 5∼7개이고 알을 품는 기간은 약 14일, 어미 새가 새끼를 돌보는 기간은 약 20일임.

1년에 5∼6회 번식하며, 3년째부터 번식률이 떨어 지고 수명은 약 5년임.

-십자매를 선정한 이유는 우리주변에서 가장 흔히 볼 수 있는 텃새가 참새 인데 참새는 포획과 매매가 금지되어 있기 때문에 참새목에 속하는 새들 중 크기가 작고 온순한 성격의 십자매를 실험조류로 선정함.

○ 새의 시력

- 눈이 클수록 망막에 맺히는 상이 커서 해상도가 좋아지기 때문에 안구가 머리에서 차지하는 비율이 월등히 높은 새는 척추동물 가운데에서도 시력 이 가장 뛰어남.

- 새들은 사람이 볼 수 없는 자외선 영역까지 볼 수 있고, 대부분의 새들은 이런 자외선 시각을 이용해 먹이감을 찾고 짝을 선택함. 대표적인 예로 유럽황조롱이는 넓은 들판에서 작은 쥐를 추적할 때 쥐 오줌에서 반사되는 자외선을 보고 찾아내고 파랑밀화부리 암컷은 깃털에 자외선이 많이 반사 되는 수컷에 매력을 느낀다고 함.

- 사람은 망막에 빨강, 초록, 파랑 세 가지 광수용기(원추세포)가 있는데 비해 새는 적어도 네 가지 이상의 광수용기가 존재하고 사람이 관찰할 수 없는 장파장 자외선 영역(300nm~400nm)도 볼 수 있으며 원추세포에 유색의 기름방울이 들어있어 더 많은 색깔을 구분할 수 있음.

< 그림 1> 십자매

<그림 2> 조류와 사람의 색시각 비교

http://www.dongascience.com/news/view/6759

□ 연구주제의 선정

○ EBS 다큐프라임에서 방송된 다큐멘터리「바람의 혼, 참매」를 보고 조류의 시각에 대해 궁금증을 가지게 되어 자료를 조사하던 중 팀 버케드 의 저서인「새의 감각」이라는 책을 통해 조류가 인간보다 더 넓은 영역 의 파장을 인식할 수 있다는 점을 알게 됨.

○ 참새목에 속하는 십자매의 색 구분능력 등을 파악하고 특정 색에서 나타내는 십자매의 행동패턴을 분석하여 실생활에 활용할 수 있는 방안을 제안하고자 함.

□ 연구 방법

1) 실험1 : 행동실험을 통한 색 구분능력을 알아보는 탐구

○선행연구

: 파블로프의 고전적 조건화 실험[Pavlov's Conditioned Response]

- 러시아의 유명한 생리학자인 파블로프(Ivan P. Pavlov)는 1900년대 초반 개의 침의 양을 측정하는 연구를 하던 중 개가 먹이 주는 사람 발소리를 듣거나 빈 밥그릇만 보아도 침을 분비한다는 것을 발견하고, 그 개가 발소 리와 그릇이 먹이와 함께 나타난다는 일종의 ‘연합’을 학습한 것이라고 주장했는데, 이를 고전적 조건화라고 함.

-이후 스키너(B.F. Skinner)가 실험 대상이 의도한 행동을 할 때 보상을

주는 방식을 통해 실험 대상의 행동빈도가 변화시킬 수 있다는 행동주의 학습이론을 주장함. 이를 조작적 조건화라고 함.

○ 가설설정

-조작적 조건화를 통해 십자매가 특정 색을 구분할 수 있다면 먹이라는 자극과 특정 색을 ‘연합’시켜 조작적 조건화를 이룰 수 있을 것임.

즉, 특정 색으로 다가갈 때 먹이라는 보상을 반복해서 주면 학습이 일어나 특정 색으로 가는 행동빈도가 증가하게 될 것임. 이는 십자매가 색을 구분 할 능력이 있다는 것을 전제로 할 때 일어날 수 있는 결과임.

○ 실험전 예비실험 단계

- 종이상자와 흰색 하드보드지를 이용하여 예비실험을 위한 실험상자를 제작하여 본 실험에서 생길 수 있는 문제점과 오차를 파악함.

- 예비실험을 통해 실제 실험에 사용될 아크릴판 상자의 모양, 색상, 두께 등을 구체적으로 디자인하여 자체 주문 제작함.

- 실험에 사용될 파장의 빛을 내기 위해서 셀로판지와 전구의 세기를 파악 하여 적절히 조절함. → 백색광 LED전구(13W)를 이용하기로 함.

○ 실험설계

①실험 상자에 십자매 네 마리를 넣어 실험상자(35cm×45cm×35cm)에 적응할 수 있도록 하루 동안 둠. (예비실험을 통해 십자매는 한 마리 때보다 여러 마리 무리지어 있을 때 실험환경에 더 빨리 적응함을 알게 됨) *실험상자 디자인

-상자 옆 면에 구멍을 뚫어 십자매가 쉽게 상자 양쪽을 이동할 수 있도 록 막대봉을 설치함<그림4>

-상자 한 쪽에 칸막이를 설치하여 두 개의 방을 만듦<그림5>

-상자 윗면은 LED 조명이 비칠 수 있도록 두 개의 구멍을 뚫음<그림6>

<그림 4> 상자옆면 <그림 5> 상자 내부 <그림 6> 상자 윗면

②특정 색과 먹이를 연결하는 조건화를 효율적으로 학습시키기 위해 실험 전날 반나절 정도 먹이 공급을 중단함. (실험이 끝난 후에는 충분한 먹이와 물을 공급하여 스트레스를 줄임)

③다음 <표3>과 같이 실험1의 대조군과 실험군을 설정함.

변인

실험 대조군 실험군 1 실험군 2 실험군 3 실험군 4

실험1 자연광

적색 청색 방 적색 녹색 방 청색 녹색 방 가시광선, 자외선 방

조작변인 빛의 파장

통제변인 먹이 종류, 먹이, 새의 종류와 수, 전구 W세기

종속변인 보상을 주는 특정 색의 방을 선택하는지 유무

<표 3> 실험1 대조군과 실험군

○ 실험수행

①서로 다른 색의 방을 만들기 전에 새가 색을 미리 보지 못하게 차단막을 가려둠. <그림7>

②동전던지기로 정한 위치에 특정 색의 셀로판지를 올려놓고 조명을 킨 다음 차단막을 뺌(두 방의 색을 램덤하게 바꾸는 이유는 십자매가 위치 가 아닌 색으로써 방을 선택한다는 것을 명확히 하기 위함).

③십자매가 특정 색의 방에 들어와 10초가 경과한 시점에 빨대를 통해 먹이를 줌(잡곡 15~20알 정도). <그림8>

④먹이를 다 먹고 나면 전등을 끄고 십자매가 원래의 위치 A(사진의 왼쪽 막대)로 이동하도록 유도한 다음 차단막을 내림. <그림9>

<그림 7> <그림 8> <그림9> <그림 10>

A

차단막

⑤ 위①~④과정을 하루에 15회씩 암흑 속에서 반복 수행함.<그림 10>

(하루에 17회 이상 반복 실험할 경우 십자매의 먹이에 대한 동기유발이 급격히 떨어지므로 하루 실험횟수는 15회로 제한함)

⑥시중에서 구입한 자외선 램프는 파란 가시광선 빛이 함께 나와서 이에 대한 변인통제가 필요했기 때문에 셀로판지를 적절히 섞어 육안으로 분간 할 수 없을 만큼 최대한 비슷한 색의 가시광선 방을 만듦.<그림11~15>

<그림 11> 보라색 비닐과 파란색 셀로판지 세 개

<그림 12> 자외선과 비슷한 색을 간이 분광기 측정

<그림 13> 실험에 사용한 UV램프

<그림 14> 자외선을 간이 분광기 측정

<그림 15> 가시광선(좌) 자외선(우)

⑦자외선을 오래 쬘 경우 십자매에게 해로울 수 있으므로 보상을 주는 색은 가시광선으로 정함.

2) 실험2 : 특정파장의 빛에서 보이는 행동 분석

○ 선행연구 : 조명 색이 육계의 행동에 영향을 미친다는 선행연구결과가 있음(손장호, 2009)

○ 연구가설

- 조명 색이 육계의 행동에 영향을 미친다는 선행연구는 존재하지만 십자매에 대한 연구는 아직 이뤄지지 않고 있음. 특정 빛에서 십자매의 행동이 차이를 나타낼 것임.

○ 실험설계 및 준비단계

①본 실험에 앞서 평소 십자매를 기르는 철장에 설치된 관찰카메라를 통해 행동패턴을 파악하여 분류함

②실험상자는 아크릴판으로 자체 주문 제작함(25cm×25cm×25cm). <그 림16>

③외부 빛을 차단하기 위하여 검정색 하드보드지로 상자<그림17>를 만들 어 씌우고 그 위에 암막 커튼을 씌워 암흑 상태에서 실험을 수행함. <그림 18>

<그림 16> 실험상자 <그림17> 하드보드지 상자

<그림 18> 암막 커튼으로 완전한 암흑 상태를 만듦

④아크릴 상자 안에 흙과 제습제를 넣음.<그림19>

(밀폐된 공간에서 장시간 조명을 켜 놓을 때 물 그릇의 물이 증발하므로 습기를 방지하기 위해 제습제 두 개를 바닥에 깔아둠)

<그림 19> 습기 예방을 위한 제습제

⑤LED 조명의 빛의 파장을 간이 분광기로 측정함.

<그림 20> 빨강 조명 간이 분광기 측정결과

<그림 21> 초록 조명 간이 분광기 측정결과

<그림 22> 파랑 조명 간이 분광기 측정결과

⑥다음 <표4>과 같이 실험2의 대조군과 실험군을 설정함.

변인

실험 대조군 실험군 1 실험군 2 실험군 3

실험2

자연광 파장 600~700nm 파장 500~600nm 파장 400~500nm

조작변인 조명 색(파장)

통제변인

먹이 20g 물 10ml,

전구 소등시간, 십자매 마리 수, 카메라 촬영시간, 암막의

재질, 상자크기와 물통과 먹이통의 위치

종속변인 십자매의 행동패턴

<표 3> 과제연구 실험2의 대조군과 실험군

⑤ 조명은 매일 오전 9시 30분에 켜고 오후 5시 30분에 끔.(대조군도 암막을 이용하여 동일한 길이의 밤낮을 만들어줌)

⑥관찰은 오후 1시와 6시에 25분씩 2회 카메라로 촬영함.

○ 실험수행

①실험 상자 바닥에 흙과 제습제를 깔고 그 위에 철망에 먹이 20g과 물 150ml를 놓음 <그림23>

②십자매 한 쌍을 실험상자에 넣고 그 위 구멍에 조명등을 설치함.

<그림24>

③카메라 촬영 구멍을 뚫은 암막상자를 씌우고 <그림 25> 암막커튼을 덮어 암흑 상태를 만듬.

<그림 23>

<그림 24>

<그림 25>

③카메라의 영상을 분석하여 특정 파장에서 유형별 십자매의 행동 시간을 측정함.

□ 연구 활동 및 과정

○ 월별 연구 추진 실적

주간 활동

실제 수행 일정 주간 활동 내용 참여인원

(단위 : 명) 3월

제2주 과제연구 ‘플레밍’팀 결성 3

제3주 과제연구 주제 정하기 3

제4주 과제연구 주제 정하기 , 과제연구 계획서 작성 3

제5주 과제연구 계획서 작성 3

4월

제1주 최보령 영입, 과제연구 계획서 작성 4

제2주 수학여행(4/6~9), 과제연구 계획서 작성 마무리단계,

과제연구 프레지 작성 4

제3주 과제연구 계획서 제출, 과제연구 계획서 발표 4 제4주 십자매 빛 인식 실험을 위한 실험 기구 설계와 준비 4 제5주 십자매 빛 인식 실험을 위한 실험 기구 설계와 준비 4

5월

제1주 시 험 기 간

제2주 과제연구 실험1-가시광선 : 인식하는 영역의 빛 탐구를 위한 예비

실험 실시와 시행착오를 발견 4

제3주 과제연구 실험1-가시광선 : 인식하는 영역의 빛 탐구를 위한

보완된 예비실험 실시 및 결과 예측 4

제4주 과제연구 실험1 : 인식하는 영역의 빛 탐구를 위한 실험 방법 설정 4 6월

제1주 과제연구 실험1에 필요한 준비물 준비 및 설계 4 제2주 과제연구 실험1에 필요한 준비물 준비 및 설계 4

제3,4주 시 험 기 간 4

7월

제1주 과제연구 실험1-가시광선 : 인식하는 영역의 빛 탐구를 위한 예비

실험 실시. 4

제2주 과제연구 실험1-가시광선 : 인식하는 영역의 빛 탐구 준비

(아크릴판, 암막상태 제작) 4

제3주 과제연구 실험1-가시광선 : 인식하는 영역의 빛 탐구

(적청7/20~)/(녹청7/22~)/(녹적7/24~) 4 제4주 과제연구 실험1-가시광선 : 인식하는 영역의 빛 탐구

(청녹~7/31) 4

8월

제1주 과제연구 실험1-가시광선 : 인식하는 영역의 빛 탐구

(녹적~8/3) 4

제2주 과제연구 실험1-가시광선: 인식하는 영역의 빛 탐구 결과 도

출 및 그래프 4

제3주 과제연구 실험1-자외선 : 인식하는 영역의 빛 탐구(자외선8/12~) 4 제4주

과제연구 실험1-자외선 : 인식하는 영역의 빛 탐구(자외선~8/30) 과제연구 실험2 : 특정 색의 영향에 따른 행동 탐구 준비 (아크릴상자 제작, LED전구 준비)

4

9월

제1주

과제연구 실험1-가시광선: 인식하는 영역의 빛 탐구 결과 도 출 및 그래프 정리

과제연구 실험2 : 특정 색의 영향에 따른 행동 탐구를 위한 십자매의 환경적응 기간

4

제2주 과제연구 실험2 : 특정 색의 영향에 따른 행동 탐구(9/6~9)

보고서 작성 4

11월

제1주 과제연구 실험2 : 특정 색의 영향에 따른 행동 탐구(11/2~6) 4

제2주 과제연구 실험2 결과 작성 4

제3주 과제연구 실험2 포스터 작성 4

3. 연구 결과 및 시사점

□ 연구 결과

1) 실험1 : 행동실험을 통한 색 구분능력을 알아보는 탐구

○통계처리(카이제곱검정)

-카이제곱 분포에 기초한 통계적 방법으로 관찰된 빈도가 기대되는 빈도 와 의미 있게 다른지의 여부를 검증하기 위해 사용됨. 자료가 빈도로 주어 졌을 때, 특히 명목척도 자료의 분석에 이용되는 비모수통계법.

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○실험군1(적색과 청색)

-먹이를 주는 색 : 적색 , 먹이를 주지 않는 색 : 청색.

선택한 횟수 기대한 횟수 차이 적색 429 264.0 165.0 청색 99 264.0 -165.0 Total 528

<표 4> 적색과 청색 구분 결과

색깔 카이 제곱 206.250

자유도 1

Aymp. Sig. .000

<표 5> 적색과 청색 카이제곱 검정

전체 528회 실험 중 적색을 선택한 횟수는 429회(81.25%)이고 청색 을 선택한 횟수는 99회(18.79%)임. 카이제곱값은 206.250이고 H0(색깔 의 선택에 차이가 없다)은 α=0.001에서 기각되고, p-value=0.000이므 로 “색깔의 선택에 유의미한 차이가 있다”라는 실험1의 연구 가설 이 지지됨.<표4, 5>, <그래프1, 2>

<그래프 1> 적색과 청색 선택 그래프

<그래프 2>적색선택 경과시간 그래프

○실험군2(청색과 녹색)

-먹이를 주는 색 : 청색 , 먹이를 주지 않는 색 : 녹색.

선택한 횟수 기대한 횟수 차이 청색 499 284.0 215.0 녹색 69 284.0 -215.0 Total 568

<표 6> 청색과 녹색 구분 결과

색깔 카이 제곱 325.528

자유도 1

Aymp. Sig. .000

<표 7> 청색과 녹색 카이제곱 검정

전체 568회 실험 중 청색을 선택한 횟수는 449회(87.85%)이고 녹색 을 선택한 횟수는 69회(12.15%)임. 카이제곱값은 325.528이고 H0(색깔 의 선택에 차이가 없다)은 α=0.001에서 기각되고, p-value = 0.000이 므로 “색깔의 선택에 유의미한 차이가 있다”라는 실험1의 연구 가 설이 지지됨.<표6, 7>,<그래프3, 4>

<그래프 3> 청색과 녹색 선택 그래프

<그래프 4> 청색선택 경과시간 그래프

○실험군3(녹색과 적색)

-먹이를 주는 색 : 녹색 , 먹이를 주지 않는 색 : 적색.

선택한 횟수 기대한 횟수 차이 녹색 446 266.5 179.5 적색 87 266.5 -179.5 Total 533

<표 6> 녹색과 적색 구분 결과

색깔 카이 제곱 241.803

자유도 1

Aymp. Sig. .000

<표 7> 녹색과 적색 카이제곱 검정

전체 533회 실험 중 녹색을 선택한 횟수는 446회(83.68%)이고 적색 을 선택한 횟수는 87회(16.32%)임. 카이제곱값은 241.803이고 H0(색깔 의 선택에 차이가 없다)은 α=0.001에서 기각되고, p-value = 0.000이 므로 “색깔의 선택에 유의미한 차이가 있다”라는 실험1의 연구 가 설이 지지됨.<표 6, 7><그래프5, 6>

<그래프 5> 녹색과 적색 선택 그래프

<그래프 6> 녹색선택 경과시간 그래프

○실험군4(가시광선과 자외선)

선택한 횟수 기대한 횟수 차이 가시광선 565 389.0 176.0

자외선 213 389.0 -176.0 Total 778

<표 8> 가시광선과 자외선 구분 결과

색깔 카이 제곱 159.260

자유도 1

Aymp. Sig. .000

<표 9> 가시광선과 자외선 카이제 곱 검정

전체 778회 실험 중 가시광선을 선택한 횟수는 565회(72.62%)이고, 자외선을 선택한 횟수는 213회(27.38%)임. 카이제곱값은 159.260이고

H0(색깔의 선택에 차이가 없다)은 α=0.001에서 기각되고, p-value = 0.000이므로 “색깔의 선택에 유의미한 차이가 있다”라는 실험1의 연구 가설이 지지됨. <표 8, 9> , <그래프 7, 8>

<그래프 7> 가시광선과 자외선 선택 그래프

.

<그래프 8> 가시광선 경과시간 그래프

○대조군

-두 개의 방에 자연광을 동일하게 비춰주고 먹이는 램덤하게 주었을 때(실 험군1과 동일한 순서대로 먹이를 제공) 새들이 행동빈도에 의미있는 변화 가 일어나는지를 실험함.

선택한 횟수 기대한 횟수 차이

먹이 줌 124 120.0 4.0

먹이 안 줌 116 120.0 -4.0

Total 240

<표 8> 동일한 빛을 비춰줬을 때 결과

색깔 카이 제곱 0.267

자유도 1

Aymp. Sig. .606

<표 9> 가시광선과 자외선 카이 제곱 검정

전체 240회의 실험 중 먹이를 주는 곳을 선택한 횟수는 124회 (51.67%)이고, 먹이를 주지 않는 곳을 선택한 횟수는 116회( 48.33% ) 임. 카이제곱값은 0.267이고, 보상을 주는 방과 보상을 주지 않는 방

을 선택하는데 차이가 없다는 영가설 H0은 p-value =0.606이므로 지 지됨. 즉, 두 개의 방에 동일한 빛을 비춰줄 때 십자매는 보상이 주어 질 특정 방을 의미 있는 빈도차이로 선택하지 않았음. 이는 색을 구 분하여 방을 선택할 것이라는 실험1의 연구 가설이 지지하는 결과임.

<표 8, 9>, <그래프 9>

<그래프 9> 대조군 그래프

2) 실험2 : 특정파장의 빛에서 보이는 행동 분석

○적색, 녹색, 청색 조명 빛을 비출 때 새들의 행동을 털 고름, 돌아다님, 다른 십자매를 부리 쪼음으로 세 유형로 분류하여 분석함.

-25분(1500초) 가운데 평균 활동량은 자연광 1204초(80.26%), 녹색광 1158 초(77.20%), 적색 815(54.33%), 청색 778(51.86%)순으로 많이 나타남.

-털고름 행동은 자연광 376초, 녹색 312초, 청색 217초, 적색 187초 순으로 많이 나타남. 청색과 적색에 비해 자연광과 녹색 빛을 비춰줄 때 털고름 행동을 많이 나타남.

-돌아다니는 행동은 녹색은 824초, 자연광 801초, 적색은 534초, 청색은 453초 순으로 많이 나타남. 적색과 청색에 비해 녹색과 자연광 빛을 비춰줄 때 많이 돌아다님.

-다른 십자매를 부리로 쪼는 행동은 청색 108초, 적색 94초, 자연광 22초, 녹색 22초 순으로 많이 나타났음. 자연광과 녹색 빛에 비해 청색과 적색을 비춰줄 때 다른 십자매를 부리로 쪼는 행동을 많이 보임

-적색, 녹색, 청색, 자연광 빛에서 적색과 청색, 녹색과 자연광 파장에서 비슷한 행동이 나타남. <그림 47>

<그림 47> 십자매 행동시간 평균 그래프(왼쪽부터 시계방향으로 자연광, 파장630~700nm, 파장 450~500nm, 파장 500~560nm)

□ 시사점

○ 실험1 : 행동실험을 통한 색 구분능력을 알아보는 탐구

-십자매는 빛의 삼원색은 물론 자외선 영역까지도 그 색깔 차이를 구분한 다는 결론을 얻을 수 있었음.

-예비실험 당시 십자매들이 빛의 색깔과 먹이를 연결짓지 못하고 실험상 자에서 너무 불안해 하고 아예 움직이지 않았기 때문에 반나절을 굶겨 먹이에 대한 강한 동기 유발을 시켰더니 먹이를 주는 색을 선택하는 빈도나 선택하기까지 걸리는 시간이 무척 짧았음

-그러나 곧 급격한 환경변화와 학습 스트레스, 먹이 굶김 등이 원인이 되어 실험 초기에 십자매 일부가 죽는 일이 발생하였고, 이후 안정되기 까지 색을 선택하는데 걸리는 시간이 급격히 늘어나는 현상을 보임.(단, 색을 선택하는데 걸리는 시간이 늘어난 기간에도 먹이를 주는 색을 선택하 는 빈도는 먹이를 주지 않는 색보다 선택 빈도가 높았음)<그래프 2, 4, , 6, 8>

- 생물을 대상으로 하는 실험에서 실험대상의 스트레스를 줄여주는 일의 중요함을 깨닫고 이후 실험에서는 새들을 굶기지 않았고 실험 후 바로 깨끗한 물과 충분한 먹이를 공급하면서 주변 환경을 조용하고 청결하게 유지했음.

4. 홍보 및 사후 활용

○후속연구

-본 실험에서는 가시광선과 자외선 두 영역에 대해서 탐구를 하였는데, 적외선 영역 구분 여부도 확인해볼 수 있음

-십자매의 시각뿐만 아니라 십자매의 후각, 미각 등 다른 감각에 대해 서도 연구해볼 수 있음.

-빛의 삼원색 뿐만 아니라 다양한 가시광선에서의 십자매의 행동패턴을 분석해볼 수 있음.

○실험결과의 활용방안 제안

십자매는 가시광선 영역뿐만 아니라 자외선 영역의 색도 구분할 수 있다 는 것을 이용하여 새로 인한 피해를 최소화 할 수 있는 활용 방안을 제안.

①새들의 배설물로 피해를 입는 건물에 활용함.

-최근 새들의 배설물로 인해 피해를 보는 일들이 급증하고 있는데, 특히 새들의 배설물을 처리하기가 힘이 드는 고층빌딩과 경복궁과 같은 문화유 산이 큰 피해를 보고 있음. 고층건물일 경우는 배설물들이 싸이고 싸여 건물을 무너트려 인명피해를 발생시킬 수 있는 잠재적 위험성을 가지고 있고 경복궁 같은 경우는 문화유산 훼손을 야기하고 있음. 이를 예방하기 위해 사람들은 그물과 같은 도구를 이용하는데 이는 외관상 보기에 좋지가

않고 그물에 잡힌 새들에게 심각한 상처를 일으킬 수 있음. 이를 친환경적 으로 해결할 지속가능한 방안으로 자외선을 내는 장치를 제안함. 고층 꼭대기 층이나 궁의 위쪽 등 사람들에게 해를 가하지 않는 곳에 설치를 하여 새들의 천적인 참매 등이 날아다니는 형태를 보여주면 새들이 위협을 느끼고 자외선 장치가 설치된 건물로 다가오지 못할 것.

②과수원의 과실피해를 감소시킨다.

-새들이 과수원의 과실피해를 초래하여 농민들에게는 경제적 피해를 보고 있는데, 현재는 과실에 해를 입히는 새를 잡아 죽이거나 약을 치는 등의 방법으로 피해를 줄이고 있음. 이런 상황에서도 앞서 말한 자외선 장치를 설치하여 새가 위협을 느끼고 과수원에 다가오지 못하게 하거나 새를 다른 곳으로 유인하여 과실피해를 줄일 수 있을 것. 이를 통하여 새들의 생태계 를 보존하면서 사람들이 받는 피해를 줄이는 지속가능한 대책을 마련할 수 있음.

○아이디어 장치 제안

①UV맹금류 참새퇴치 센서

자외선을 내장한 기계가 새의 움직임을 감지하여 빛 을 내는 장치를 만들 수 있다. 특히 단순한 일직선의 빛이 아닌 새들의 최고 포식자 참매의 모형의 빛이 벽면에 쏘아 참새들로 인한 문화재 훼손을 방지할 수 있다.

②십자매의 친밀도를 높여주는 파장 500~600nm

십자매에게 파장 500~600nm은 자연광과 같은 영향을 준다. 이를 이 용하여 이 파장을 내는 전등을 만들 수 있는데 이는 십자매를 키우는 곳이 빛이 잘 들지 않는 밀폐된 곳이거나 십자매가 스트레스를 많이 받는 경우에 유용하게 이용할 수 있다. G·W를 통해 십자매에게 자 연광과 비슷한 효과를 주어 십자매를 건강하게 키울 수 있다.

<그림> UV맹금류 참새퇴치 센서

③UV Smart Glasses

UV Smart Glasses는 사람의 눈으로는 볼 수 없는 자외선 영역을 볼 수 있는 도구임. 이를 통해 새들 처럼 사람도 자외선 수치와 자외선을 통해 받아 들여지는 정보 등을 입수할 수 있도록 함. 두 개의 렌즈를 압축한 형식으로 자외선을 받아드려 정보 를 나타내는 스크린, 자외선 차단렌즈를 압축해

안경 형태로 만들어 자외선 영역까지 볼 수 있도록 함.

5. 참고문헌

○ 손창호. 2009. 조명의 색이 육계의 행동과 생산성에 미치는 영향.

한국가금학회지. 36(4)

○ 이승재. 2006. 사육 상태에 있는 황새의 공격행동과 친밀행동에 관한 연구. 한국교원대학교 석사논문.

○ 팀 버케드. 2015. 새의 감각. 에이도스.

○ 과학사이언스. 2015. 과학동아. 과학사이언스. 5. p.12, p.124

<그림> UV Smart Glasses