사육 큰돌고래(Tursiops truncatus) 의 발성음에 관한 기초연구 = A Basic Study on thr Vocalization of Captive Bottlenose Dolphins(Tursiops truncatus)

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 울산 장생포 고래생태체험관에서 사육 중인 큰돌고래(T. truncatus)를 대상으로, 행동 유형별로 발현되는 음향 신호의 특성을 체계적이고 정량적으로 규명하는 것을 목적으로 수행되었다. 이를 위해 개체의 행동을 사회적 상호작용, 휴식, 기준 행동(Regular behavior), 훈련 반응, 먹이 섭취 등 주요 범주로 분류한 후, 각 행동에서 생성된 휘슬, 클릭, 버스트 펄스의 주파수 구조, 시간적 특성, 발생률 등의 핵심 음향 지표를 비교·분석하였다.
음향 분석은 고해상도 수중 녹음기(Hydrophone system)를 통해 수집된 음향 데이터와 동시 촬영된 행동 영상 기록을 시간 동기화(Synchronization)하여 수행함으로써, 특정 행동 맥락과 음향 산출 간의 연계성을 높은 정확도로 평가할 수 있도록 설계하였다. 이러한 분석 체계는 사육 환경에서의 개체별 행동 특성을 정밀하게 반영한 음향–행동 매칭을 가능하게 한다는 점에서 연구적 의의를 지닌다.
총 90분간의 수중음향을 녹음·분석한 결과, 휘슬음은 197회, 버즈 및 버스트-펄스는 378회 발생하였으며, 1차 실험에서는 휘슬음 126회와 버즈·버스트-펄스 253회, 2차 실험에서는 휘슬음 71회와 버즈·버스트-펄스 125회가 각각 기록되었다. 클릭음은 전반적으로 지속적으로 발생하였으나, 다 개체 환경과 수조 내 반사로 인해 개체별 정량 분석에는 한계가 있어 상황별 발생 양상을 중심으로 분석하였다.
상황별 분석 결과, 평상시 안정화 상태에서는 휘슬음이 주로 발생하였으며, 총 143회의 휘슬음과 23회의 버즈·버스트-펄스가 관측되었다. 이때 휘슬음의 주파수 대역은 6.81–23.82 kHz였으며, 평균 음압 수준은 136.31 dB re 1 µPa로 나타났다. 먹이 급이 상황에서는 광대역 클릭 트레인이 주로 발생하였고, 클릭 트레인은 약 0.9–1.8초 동안 지속되며 먹이에 접근할수록 발생빈도가 증가하는 경향을 보였다. 이 상황에서는 휘슬음 발생이 거의 관찰되지 않았다. 장난감 놀이 상황에서는 휘슬음 발생빈도가 낮은 반면, 클릭음과 버스트-펄스가 혼합된 발성음이 빈번히 나타났다. 이때 버스트-펄스의 주파수 대역은 1.3–10.8 kHz였으며, 에너지 기반 음압 수준은 180.81 dB re 1 µPa²·s로 나타났다. 사육사와의 훈련 상황에서는 버스트-펄스의 단독 사용이 두드러졌으며, 사육사의 신호 후 약 1초 이내에 발성이 동반되는 경향이 관찰되었다. 해당 상황에서 버스트-펄스의 주파수 대역은 1.55–8.13 kHz, 음압 수준은 190.62 dB re 1 µPa²·s로 확인되었다.
추가적으로 장비 설치 과정에서 나타난 호기심 및 경계 상황에서는 클릭음과 버즈가 관찰되었으며, 이때 발성음의 음압 수준은 약 180.64 dB re 1 µPa²·s 범위로 나타났다. 휘슬음 유형 분석 결과, 큰돌고래의 휘슬음은 상승형, 하강형, 직선형, 상승-하강형, 하강-상승형, 곡선형의 총 6가지 유형으로 분류되었다.
본 연구는 사육 중인 큰돌고래가 상황에 따라 휘슬음, 클릭음, 버스트-펄스, 버즈를 선택적으로 사용함을 정량적으로 제시하였으며, 이를 통해 행동 맥락에 따른 발성음 특성의 차이를 확인하였다. 이러한 결과는 향후 고래류 행동 모니터링 및 음향 기반 상태 평가 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study examined situational differences in vocalization patterns of captive bottlenose dolphins (Tursiops truncatus) in an aquarium environment. Underwater acoustic recordings were collected for 90 minutes and classified into whistles, clicks, buzzes, and burst pulses. A total of 197 whistles and 378 buzzes and burst pulses were detected. Clicks occurred continuously throughout the recordings; however, due to tank reverberation and overlapping emissions from multiple individuals, analyses focused on situational occurrence rather than individual attribution.
In neutral and resting conditions, whistles were the dominant vocalization, with frequencies ranging from 6.81 to 23.82 kHz and a mean sound pressure level of 136.31 dB re 1 µPa. Feeding situations were characterized primarily by broadband echolocation click trains lasting 0.9–1.8 s, while whistles were rarely observed. During toy-play situations, combined click and burst-pulse emissions occurred frequently, with burst pulses spanning 1.3–10.8 kHz and a sound exposure level of 180.81 dB re 1 µPa²·s. Training interactions with keepers were dominated by isolated burst pulses, exhibiting frequencies of 1.55–8.13 kHz and a sound exposure level of 190.62 dB re 1 µPa²·s. Curiosity and alert responses elicited clicks and buzzes.
These results indicate that captive bottlenose dolphins selectively produce distinct vocalization types according to behavioral context, providing baseline information for acoustic-based behavioral assessment in captive settings.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 재료 및 방법 3
• 가 실험 환경 3
• 나 실험 수조 3
• 다 실험 장비 4
• 라 데이터 처리 6
• 마 행동별 발성패턴 확인을 위한 상황 설정 9
• 3. 결과 10
• 가 큰돌고래 음향 발생 빈도 10
• 나 큰돌고래 사육 중 일반적으로 발생하는 상황별 발성음 특성 11
• 1) 평상시 안정화 상황 11
• 2) 먹이 급이 상황 13
• 3) 장난감 놀이 상황 15
• 4) 사육사와의 훈련 상황 17
• 5) 호기심 경계 상황 19
• 다 큰돌고래 휘슬음 유형 22
• 4. 고찰 23
• 5. 결론 26
• 참고문헌 27
• Abstract( 영문초록) 31