인간은 왜 겨울잠을 자지 않는 걸까

[망실봉]

  인간은 왜 겨울잠을 자지 않는 걸까?

 - 겨울잠과 여름잠

 
  겨울은 길다. 이 시기 인간은 피부에 털이 부족해 추운 날씨에 체온을 지키려면 옷을 입어야 한다. 실내에 불을 지펴 온도를 올리고, 영양이 풍부한 음식을 먹고 물을 마셔야 한다. 그렇지 않으면 면역력이 떨어져 각종 질병에 걸리기 쉽다.
 
  겨울에는 기온이 낮고 낮이 짧아 햇빛을 받으며 활동하는 시간이 현저히 줄어들기에 정신 건강을 지키는 데도 신경 써야 한다. 일조량이 줄면 우울증을 앓을 가능성이 높아져 개인은 물론 사회 전체의 생산력이 떨어진다. 이쯤이면 한 가지 생각이 머리를 스치고 지나간다. 인간은 왜 겨울잠을 자지 않는 걸까?
 
  지구에는 겨울잠을 자는 생물이 많다. 식물은 땅속에 뿌리만 남긴 채 추운 겨울을 나거나 씨앗을 감쌀 단단한 껍질을 만들어 겨울을 넘긴다. 동물은 정말이지 다양한 방법으로 겨울잠을 잔다.
 
  악어가 많이 사는 습지에 겨울이 오면 악어 역시 겨울잠을 잔다. 변온 동물인 악어는 기온이 영하로 내려가면 심장 박동이 느려지고 움직임이 둔해진다. 그렇다고 물에 잠긴 채 잠을 자면 곤란하다. 물의 표면이 얼면 물 밖으로 나와 숨을 쉴 수 없기 때문이다.
 
  그래서 악어는 코만 물 밖으로 내놓은 채 그대로 얼어붙는다. 겨울이 되면 얼어붙은 호수 표면에 불쑥 튀어나온 악어의 코를 심심치 않게 볼 수 있는데, 이들은 아주 천천히 숨을 쉬며 봄이 오기를 기다린다.
 
  북극의 최강자이자 기후 변화의 상징인 북극곰도 겨울잠을 잔다. 북극곰은 악어와 달리 체온을 늘 일정하게 유지하는 항온 동물이다. 이들은 우리 인간처럼 양분이 많은 음식을 먹고 몸 안에서 열을 만들며, 이 열을 지키기 위해 아주 두꺼운 지방층과 물이 스미지 않는 털을 지니고 있다. 이들의 몸은 추운 겨울을 나는데 최적화돼 있다.
 
  암컷은 임신을 하면 겨울이 오기 전 먹이를 충분히 섭취해 체중을 늘린 뒤 눈 속에 굴을 파고 겨울잠을 잔다. 놀라운 사실은 잠을 자면서 새끼를 낳고 한 번씩 깨서 새끼에게 젖도 먹인다는 점이다. 약간 선잠을 잔다고 보는 것이 옳겠다.
 
  임신한 암컷이 겨울잠을 자는 이유는 신진대사를 낮춰 에너지를 아낀 뒤 새끼가 태어났을 때 가능한 많은 양의 양분을 주기 위해서다. 또 새끼가 추운 북극의 공기에 노출되지 않고 따뜻한 굴속에서 조금이나마 몸집을 키울 수 있어서다.
 
  북극의 긴 겨울이 지나고 봄이 오면 어미와 새끼는 같이 굴 밖으로 나오는데, 이때 어미 곰의 체중은 절반 또는 사분의 일로 줄어든 상태다. 줄어든 체중은 정확히 새끼들의 몸무게와 같다.
 
  북극땅다람쥐는 북극곰과 달리 거의 8개월 동안 완벽한 겨울잠을 잔다. 자는 동안 그들의 혈액 온도는 영하 2.8도까지 내려가지만 얼지 않는다. 이 상태가 신기했던 과학자들은 잠든 다람쥐의 혈액을 뽑아 실험실에서 온도를 낮춰 봤다. 그랬더니 0도가 되자 얼어붙는 것 아닌가. 북극땅다람쥐의 뇌가 정체불명의 물질을 분비해 혈액이 얼어붙지 않게 한 것이다.
 
  만약 이 물질을 찾게 된다면 인간도 겨울잠을 잘 수 있을 것이다. 겨울잠을 자는 상태로 화성에 가거나 우주여행을 할 수도 있고, 불치의 병에 걸린 사람을 치료법이 나올 때까지 재워 둘 수도 있다. 물론 아직은 찾지 못했지만 말이다.
 
  악어, 북극곰, 북극땅다람쥐, 그 밖에 많은 동물이 겨울잠을 자는 이유는 겨울에 먹이가 부족하기 때문이다. 얻을 수 있는 에너지보다 써야 할 에너지가 많다면 그것은 곧 죽음을 의미한다. 그럴 때 생물은 신진대사를 낮춰 다음 기회를 기다린다.
 
  그런 의미에서 본다면 여름잠 역시 겨울잠 못지않게 중요하다.
 
열대 지방에 사는 생물은 여름잠을 잔다. 기온이 높고 건조한 상태가 되면 조금만 움직여도 많은 에너지를 잃는다. 오르는 체온을 내리기 위해 땀을 흘리는데, 이때 체내 수분을 잃고 탈수 상태가 되기 때문이다.
 
  그래서 열대 지방에 사는 달팽이는 끈끈한 물질로 온몸을 감싸고 잠을 잔다. 그러다 비가 오면 다시 일어나 축축한 날씨를 즐기며 열심히 먹는다.
 
  열대 지방에 사는 박쥐 역시 덥고 건조한 시기가 되면 심장 박동을 늦추고 호흡수를 줄인 채 조용히 여름잠을 잔다.
 
  잠을 자는 목적은 에너지 소비를 최소화하고 활동하기 좋은 때가 오기를 기다리는 것이다. 인간의 몸은 겨울잠을 잘 수 없지만 마음은 충분히 겨울잠을 잘 수 있다. 밖으로 뻗어 나가는 에너지를 내 안으로 모아 깊이 생각하는 것이 인간의 겨울잠이 아닐지.
 
  이지유 | 작가
 

 펭귄이 남극에서 얼지 않는 이유는?

불가능이 없다던 나폴레옹도 결국 러시아의 추위 때문에 패전했다. 마찬가지로 인간이 극점에 도달하려던 무수한 시도 역시 추위 때문에 번번이 좌절됐다. 극지방은 추위가 생명과 직결된 곳. 남극은 최대 영하 75℃까지, 북극은 최대 영하 53℃까지 내려간다. 극지방에서 살얼음을 잘못 디뎌 물속에 한번 빠지면 5분 내 몸을 말리지 않는 이상 얼어 죽는다. 맨손으로 10분 이상 노출되면 손은 기능을 상실해 잘라내야 할 정도다.

그런데 이런 공포의 추위에도 옷 하나 입지 않고, 보일러 한번 틀지 않고 꿋꿋하게 사는 생물들이 있다. 그것도 생각 이상으로 많다. 극지방에는 분해자인 세균부터 최상위 포식자인 북극곰까지 제대로 균형 잡힌 생태계가 존재한다. 과연 극지방에 사는 동물들은 어떻게 추위를 견디며 생존할 수 있을까?


1. 우선 극지방 동물은 여름이 있기 때문에 생존할 수 있다

일반적으로 사람들은 극지방에는 추운 겨울만 있다고 생각하지만 오해다. 극지방의 여름은 밤이 없다. 햇볕은 약하지만 끊임없이 쬐기 때문에 기온이 영상으로 올라가 반팔 차림으로 지낼 수도 있다. 여름이 되면 극지방의 식물들은 일제히 자라고 이들을 주식으로 삼는 초식동물도 급격히 번성한다. 이들에 기생하는 모기와 진드기 수가 늘어나는 것도 우리나라의 여름과 다르지 않다.

이때 영양분을 부지런히 비축하지 않는 동물은 다음 겨울을 보장할 수 없다. 이건 극지방이든 온대지방이든 겨울이 있는 장소면 마찬가지다. 겨울에는 여간해서 물속에 들어가지 않는 북극곰도 여름에는 열심히 자맥질을 해 물범을 사냥한다. 남극의 펭귄도 기나긴 겨울에는 주로 생식과 양육을 하는데 보내고 여름에 활발한 사냥 활동을 한다. 이들은 거의 고단백 식사를 하며 몸의 크기를 키운다. 거대한 체구는 몸의 부피 당 표면적을 줄여 추위를 잘 견디게 한다. 몸에 비축한 영양분은 추운 겨울을 보낼 든든한 밑천이 된다.

그러다 추운 겨울이 오면 극지방 동물의 능력이 본격적으로 발휘된다. 예를 들어 원래 추운 지방에 살았던 젖소는 영하 10도~영상 10℃가 살기 좋은 온도인데 반해 한우는 살기 좋은 온도가 10~20℃다. 이처럼 같은 종에도 살기 좋은 온도가 다르듯 극지방 동물은 태생적으로 낮은 온도에 몸이 최적화돼 있다.


2. 극지방 생물들은 몸속에 천연 부동액을 갖고 있다

차가운 물속에서 왕성하게 활동하는 물고기는 체액을 얼지 않게 하는 ‘부동단백질’을 갖고 있다. 심지어 혈액 속에 적혈구가 없는 물고기도 있다. 적혈구가 추위로 손상될 수 있기 때문에 아예 없는 것이다. 대신 이들은 산소가 풍부한 차가운 물속에서 직접 산소를 받아들인다. 하등생물인 크릴이나 미생물도 체내에서 ‘저온자극유도단백질’(cold shock protein)을 만든다. 저온자극유도단백질은 동물의 활동성을 감소시키고 혈액의 어는점을 낮춘다.


3. 추위를 견디기 위해 두꺼운 옷을 갖고 있다

동물에게 옷은 바로 털과 가죽이다. 얼어붙은 북극 바다를 자유롭게 헤엄치는 하프물범의 몸은 귓바퀴도 없을 정도로 둥글둥글하다. 이런 몸은 표면적을 최소화해 추위를 줄인다. 매끈한 표피 아래는 두꺼운 지방층이 있다. 마치 두꺼운 내의 수십 벌 겹쳐 입은 것과 같다. 북극곰도 푹신한 털가죽아래 두꺼운 지방층이 있다. 북극곰의 흰 털은 빙판 위에 쉬고 있는 물범에 몰래 접근하기 위해서지만 몸의 항상성을 유지하기 위한 것이기도 하다. 흰털은 북극의 여름 내내 내리쬐는 태양빛을 반사시키기 위해서다. 여름과 겨울에 체온 차이가 너무 심하면 항상성을 유지하기 힘들다.


4. 그러나 두꺼운 털가죽이 덮지 못하는 부위가 있다. 극지방 동물은 이런 취약 부위를 위해 특별대책을 세워뒀다

하프물범은 온 몸이 두꺼운 지방층으로 둘러 싸여 있지만 단 한 부위, 눈은 무방비다. 따라서 하프물범은 차가운 물속에 들어가면 반사적으로 ‘순막’이라는 천연 물안경을 쓴다. 시야에 제한은 생기지만 눈을 보호할 수 있다. 비록 얼음 밖으로 숨을 쉬려고 나올 때 이 순막 때문에 잘 볼 수 없어 북극곰의 사냥감이 되지만 말이다.

펭귄에게 취약 부위는 발바닥이다. 펭귄은 발바닥을 위해 ‘원더네트’(wonder net)라는 특수혈관계를 갖고 있다. 이 원더네트는 한 마디로 ‘열교환기’라고 할 수 있다. 무수한 모세혈관 다발로 된 원더네트를 거치면서 심장으로부터 오는 따듯한 동맥피는 적당히 차가워지고 발끝에서 올라오는 정맥피는 적당히 따뜻해진다. 발바닥 온도는 몸보다 낮은 수준에서 얼지 않을 만큼 적당한 수준을 유지한다. 새들의 발은 사실 냉혈동물의 조직과 비슷해 추위 자극에 둔감한 편이다.


5. 극지방 동물이 추위를 견디는 마지막 비법은 한데 뭉치는 것이다

펭귄들은 보통 한곳에 빽빽이 모여 칼바람을 이겨낸다. 추위를 이겨낼 능력이 약한 어린 펭귄일수록 무리의 중앙에 모인다. 이렇게 모이면 추위에 노출되는 부위를 줄이고 체온을 나눌 수 있다. 물범들도 떼를 지어 다닌다.

이 모든 것으로 무장하였더라도 지속적인 한파에 버틸 동물은 하나도 없다. 본능과 지혜로서 겨울 한때의 추위와 어두움을 이겨내면서 따듯하고 풍요한 여름의 꿈을 꾸고 있는 것이다. 인간도 그렇듯이 희망은 동물들의 삶을 지탱하는 가장 강력한 원천이다.

(글 : 최종욱 야생동물 수의사)


  황제펭귄의 허들링

펭귄은 생존을 위해서 바다에 나가 먹이사냥을 해야 하지만 바다에 뛰어드는 것은 무서운 일이다. 바다표범이나 범고래 같은 천적 때문이다. 모두가 망설이고 있을 때 용감한 펭귄 한 마리가 바다에 뛰어들면 나머지 펭귄들도 공포를 이겨내고 뒤따라 바다에 뛰어든다. 무리들 중에서 가장 먼저 바다에 뛰어드는 펭귄을 '퍼스트 펭귄'이라고 부른다. 요즘에는 새로운 아이디어나 기술력을 가지고 새로운 시장에 과감하게 뛰어드는 기업이나 사람을 이렇게 부르기도 한다.

'황제펭귄'(Emperor Penguin)은 18종의 펭귄류 가운데 몸이 가장 큰 종이다. 몸길이가 100~130㎝, 몸무게가 20~40㎏이나 된다. 다른 모든 펭귄류들은 겨울이 오면 남극을 떠나 조금이라도 더 따뜻한 바다를 찾아가지만, 황제펭귄은 남극에 남아 극한의 추위를 견딘다. 남극은 겨울이 오면 온도가 영하 40℃까지 떨어지고, 바람은 시속 140㎞가 넘는 곳이다. 불교의 팔한지옥(八寒地獄)이 있다면 여기가 그곳이다.

황제펭귄은 3월 말에서 4월경 번식지에 도착해 5월~6월 암컷이 하나의 알만 낳는다. 알은 8월경에 부화하는데, 수컷은 새끼가 태어날 때까지 약 65일간 발 위에 있는 주머니에 넣어 알을 품는다. 암컷이 알을 낳고 먹이를 몸에 비축하기 위해 100여㎞나 멀리 떨어진 바다로 떠나면 수컷은 2~4개월 동안 수분 섭취를 위해 눈을 먹는 것 말고는 아무것도 먹지 않는다. 수컷 펭귄은 알에서 태어난 새끼들에게 4개월간 위 속에 간직했던 물고기를 먹인다.

극한의 추위에 맞서 알을 품고 있는 수백 마리의 수컷들은 서로 몸을 밀착하고 천천히 주위를 돌다가 바깥쪽에 서 있는 개체가 체온이 낮아지면 안쪽에 있는 개체와 자리를 바꾸면서 전체 집단의 체온을 계속 유지하는데, 이를 허들링(Huddling)이라고 한다. 바람막이 역할을 하며 추위에 떨던 바깥의 펭귄들은 대열의 안으로 들어가 몸을 녹인다. 영하 40℃의 남극에서, 황제펭귄들은 허들링을 통해 자신들의 체온(37.5℃)을 지켜낸다. 수컷 황제펭귄의 몸무게는 40㎏에서 절반가량이나 줄어들 때 비로소 암컷이 돌아오고 서로 임무를 교대한다.

이렇게 태어난 새끼들은 12월부터 다음 해 1월이 돼야 검은 방수 깃털을 갖추고 헤엄칠 정도로 자라나는데 그 전에 물에 빠지면 익사하거나 털이 젖어서 동사한다. 펭귄이 번식에 성공하려면 4월부터 다음 해 1월까지 얼음이 안정적으로 유지돼야 한다.

그런데 최근 BBC에 의하면 지난해 황제펭귄의 서식지인 남극 해빙이 급격하게 녹으면서 1만 마리 가까이 새끼 펭귄들이 죽었다고 한다(2023.8.25.). 영국 남극연구소(BAS) 피터 프렛웰(Peter Fretwell) 박사팀은 인공위성 사진을 분석한 후, 과학저널 '커뮤니케이션스 지구&환경'에 남극 벨링하우젠해 중부와 동부에 있는 황제펭귄 서식지 5곳 중 4곳에서 지난해 얼음이 사라지면서 새끼들이 한 마리도 살아남지 못한 것으로 보고했다. 프렛웰 박사 연구진은 지구 온난화의 영향으로 2100년대 말이면 황제펭귄의 90%가 번식에 실패해 사실상 멸종할 것이라고 예측했다. 우리에게 많은 영감과 감동을 주는 황제펭귄이 사라진다고 하니 마음이 아프다.

  김제홍 공무원

[망실봉]

[동트는아침]

좋은글 감사 합니다

[망실봉]

반갑습니다
동트는아침 님 !!
고운 걸음주셔서
감사합니다 ~
추운 주말이지만
마음만큼은 여유롭고
편안한 날들로 채워지길
소망합니다
~^^

[목자]

좋은 글 감사합니다.

[망실봉]

반갑습니다
목자 님 !
다녀가신 고운 걸음
감사합니다 ~
매서운 겨울 추위지만
보온 유의하셔서 즐거운
나날들보내시길
소망합니다
~^^