선린대학 물리치료과

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극지방 동물이 얼지 않는 이유

게시일 2007-03-07 12:25 | 최종수정 2010-09-09 14:39

자연환경에서 서식하는 생물들은 그 나름대로의 생존 전략이 있다. 영구적으로 물이 없는 메마른 곳이나, 그 반대로 물로 가득차있는 환경이거나, 산소가 고갈된 환경, 독성 가스로 가득차있는 환경, 섭씨 100도가 넘거나 영하 40도 이하의 환경에도 생물이 서식하고 있다. 온도가 매우 낮은 극한환경에 서식하는 생물들은 그 환경에서 살아남기 위한 여러 가지 전략이 있기 때문에 극지방에도 수많은 종류의 생물체가 해양과 육상에 서식하고 있다. 극지방에서는 이론적으로는 생물의 혈액이 응고될 수 있는 환경이다. 특히 해양종들에게는 육상종에 비해 더 극한 환경에서 견디어 내야한다. 영하의 환경에서 살아남는 것은 결코 쉬운 일은 아니다.

극지방에 서식하는 어류는 비동결단백질을 생산해 낸다. 이 단백질은 혈액의 동결점을 낮추어 준다. 일부 어류들은 또 다른 생존전략이 있는데 극지방 서식 어류의 15분의 1 정도는 혈중 헤모글로빈이 없다. 따라서 혈색도 흰색이기 때문에 물고기의 모습이 거의 투명해 보이게 된다. 생물이 동결되는 것을 막아주는 장치는 날개가 없는 곤충들과 마찬가지로 글리세린을 합성해 낼 수 있어서 영하 35도 이하에서도 동결되지 않는다.

육상과 해양을 동시에 서식처로 삼는 생물에게는 생존 전략이 좀 더 복잡하다. 추위를 견기기 위해서 극지방 동물들이 털이나 깃털, 지방층을 이용하여 방한을 한다고 널리 알려져 있다. 그러나 바다표범 가운데 털이 없이도 지방층만으로 추위를 극복하고 에너지를 저장하는 종이 있다. 극지방에 서식하는 동물의 발은 외피의 부분체온이 높아서 발이 얼지 않는다. 그러나 발의 온도가 너무 높지 않드록하여 불필요한 에너지 손실을 막는다. 발 외피의 온도와 체내 온도가 섭씨 24도 차이를 극복하기 위해서는 체중을 최소화 하는 것이 하나의 전략이 될 수있다.

극지방에서 잘 적응하면서 살아가는 동물로는 우선 펭귄을 꼽을 수 있다. 집단을 이루어 사는 여러종류의 펭귄 가운데 16종은 체장이 1m, 체중이 40kg 이 넘는다. 체장이 30cm, 체중이 1.5kg을 넘지 않는 청펭귄과는 매우 대조적이다. 펭귄은 추위로부터 자신을 보호하기 위해 여러 가지 방법을 활용한다. 우선 3겹으로 이루어진 방수 깃털이 있는데 그 가운데 가장 두꺼운 외피층은 지방층으로 되어 있으며 그 안쪽에 아주 얇은 깃털층이 있어 그 사이에 공기층이 형성되어 추위를 견디는 방한 효과가 있다. 호주의 늦여름에 펭귄은 3개월 동안 수심 200m까지 잠수하며 섭식활동에 영을 올린 뒤에 깃털갈이에 들어갔다. 펭귄은 정기적으로 깃털갈이를 해 주어야만 방한 효과를 유지할 수 있는데 털갈이 시기 동안에는 물속에 잠수하지 못하기 때문이다.

펭귄의 혈액순환계통은 여러 학자들에 의해 연구되었는데 그 가운데 펭귄의 발이 연구 대상이었다. 펭귄 발의 혈액순환은 방사형으로 이루어지는데 그 이유는 체온 상실을 최소화 하고 얼지 않기 위해서이다. 펭귄이 서 있을 때 차가운 바닥에 직접 닿는 부분은 발뒤꿈치와 꼬리의 일부분뿐이어서 온도가 낮은 부분과의 접촉을 최소화한다. 따라서 추위를 직접 느끼는 부분은 발뿐이며 체온은 섭씨 37.8도에서 38.9도를 항상 유지한다. 펭귄이 추위를 견디는 또 다른 방법은 거북이처럼 움츠리는 것이다. 펭귄은 집단을 이루어 서식하는데 서로의 간격을 매우 좁힌다. 수천마리의 펭귄이 집단을 이룰경우 그 밀도는 1평방미터당 8마리에서 10마리이다. 펭귄은 서로 자리를 바꾸어 가면서 서 있는데 그 이유는 안쪽 자리가 추위로부터 가장 잘 보호받기 때문이다. 안쪽 자리를 차지할 차례가 되면 체온이 약간 내려가는데 그 이유는 그 때 만이라도 에너지를 절약하기 위해서이다.

극지방 동물 가운데 가장 크기가 큰 백곰 또한 추위를 견디어 내는 대표적인 동물이다. 지구상에서 극심한 더위가 연속되는 열대지역부터 최하 영하 80도 까지 내려가는 극지방까지 서식할 수 있는 유일한 동물이 바로 곰이다. 백곰 주위에는 추위에 단단히 무장한 인간이 사냥의 기회를 노리고 있다.

정보제공 : 한국과학기술정보연구원(KISTI) 해외과학기술동향
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