아리스토텔레스의 자연에 대한 관점들 중 하나는 여성은 선천적으로 차가우며 남성은 뜨겁다는 것이었다.

따라서 따뜻한 바람이 불 때 이루어진 수태를 통해서는 남자아이가 태어나고,
차가운 바람은 여자아이를 만들어 낸다고 했다.
바람의 온도에 따라 인간의 성이 결정된다는 논리다.

중학교에서 유전학을 배운 사람이라면 아리스토텔레스의 주장에 비웃을지 모르겠다.
사람을 비롯한 포유류와 조류는 모두 성염색체에 의해 성이 결정되기 때문이다.
난자와 정자가 수정될 때 이미 남녀가 결정되기 때문에 그 뒤 전혀 환경의 영향을 받지 않는다.
 
그렇다면 모든 생물이 다 그럴까?

암수의 성 결정 메커니즘은 동물에 따라 조금씩 다르다.
물고기나 파충류 따위의 냉혈동물은 성염색체가 없어 대부분 비유전적인 요인,
예컨대 온도 또는 환경 여건에 따라 성이 결정된다.
정자와 난자가 만나 수정할 때 성이 결정되지 않고,
이후 성장하는 단계에서 주변의 환경에 따라 성이 결정된다는 말이다.
심지어 어류에서는 성체 물고기의 성이 뒤바뀌는 일이 벌어지기도 한다.

온도에 따라 성이 결정되는 동물은 파충류에 많아서 모든 악어류, 대부분의 거북, 일부 도마뱀은 알이 부화되는 온도에 따라 암수가 판가름 난다.
비교적 건조한 습지대에서는 같은 보금자리 안에서도 온도가 낮은 주변부와 온도가 높은 중심부에서는 암수가 달리 태어난다.
또 온도가 중간인 곳에서는 암컷도 될 수 있고 수컷도 될 수 있다.
성을 결정짓는 온도는 종류마다 다양하다.

악어와 같은 몇몇 파충류의 알은 부화할 때의
온도가 낮으면 암컷으로,
온도가 높으면 수컷으로 태어난다.
 
대표적인 것이 미시시피악어와 엘리게이터악어, 그리고 도마뱀이다.
과학자들은 미시시피악어 풀 둥우리에 온도계를 꽂아 부화 온도를 측정하고,
부화했을 때 암컷인지 수컷인지를 조사했다.
그 결과 연못과 같이 습하고 시원한 곳의 둥우리에서는 암컷이 많이 나왔고,
건조하고 더운 땅의 둥우리에서 부화한 알은 대부분이 수컷이었다.
보통 엘리게이터악어나 도마뱀의 알은 33℃ 이상에서 부화하면 수컷이 되고, 30℃ 이하에서는 암컷이 된다.
30~33도 사이에서는 암수가 고르게 태어난다.
과학자들은 알에서 깨어날 때, 온도에 따라 생성되는 호르몬이 달라져 암수가 결정되는 것 같다고 추정한다.

적당한 온도면 무조건 수컷만 태어나는 것도 있다.
 
북미산 악어는 부화시 살기 좋은 적당한 온도면 수놈만 태어난다.
수놈은 항상 암놈보다 덩치가 크다.
성분화(性分化)학자인 미국의 디밍 박사는 악어의 경우 덩치가 크고 빨리 성숙해야 더 많은 암컷을 거느릴 수 있기 때문에 주변 여건만 좋다면 수컷을 많이 낳는 것이 생존경쟁에 유리하다고 해석한다.

그러나 같은 파충류라도 거북은 반대로 햇볕이 따뜻한 곳에서는 암컷이 태어나지만 응달에서는 수컷이 생긴다.
미국의 붉은바다거북은 산란지가 따뜻한 남쪽이면 90% 이상이 암컷으로 부화된다.

바다거북의 예를 보자.
바다거북은 생의 대부분을 바다에서 보내지만 암컷들이 알을 낳기 위해서 육중한 몸을 이끌고 해변으로 나올 때는 예외다.
바다거북 암컷들이 발을 이용해 모래구멍을 판 후 그 바닥에다가 알을 낳으면 약 8주 후에 알을 깨고 새끼들이 나오는데,
모래의 온도가 낮으면 대부분 수컷이고 모래의 온도가 높으면 암컷이며, 중간 정도의 온도에는 1:1 비율을 이룬다.
30~35℃에 부화하면 암컷, 20~22℃에서 부화하면 수컷, 두 온도 사이에서는 암수가 모두 태어난다.

어류는 이미 성이 결정되어 부화되지만 간혹 온도 변화에 따라 성이 바뀌기도 한다.
 
즉 온도가 너무 심하게 높으면 민물고기인 피라미의 경우 일부 암컷에게서 수컷의 추성돌기와 지느러미의 붉은색 변화가 나타난다.
유전자형은 분명 암컷인데 해부해 보면 난소 대신 정소가 발달되어 있다.
이런 현상은 극히 극단적인 경우에 발생하기 때문에 돌연변이가 일어날 가능성이 높다.

이와 같이 악어와 거북의 두 경우를 볼 때 성 결정은 동물에 따라 각각 다르다는 것을 알 수 있다.
온도에 의한 성 결정은 진화적인 장단점을 가진다.
암수의 성비가 1:1에 묶여 있지 않고 활동이 왕성한 시기에 암컷을 많이 만들어 자손을 번창시킬 수 있는 장점이 있다.

반면에 지역적으로 온도가 상승하거나 지구의 온난화가 가속화되면 온도에 의해 성이 바뀌는 종들은 암컷과 수컷의 성비가 한쪽으로 편중되게 된다.
이는 멸종의 위기를 맞을 수 있다.
악어는 수컷, 거북은 암컷만이 남게 되는 상황이 벌어지지 않도록,
환경에 대한 우리 모두의 노력이 더욱 필요한 때다.
 
(글 : 김형자 과학칼럼니스트)

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?

 

 

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.

 

우선 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.

 

사용자 삽입 이미지

 

또 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.

 

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.

 

 

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)

 

사진작가: david rose

 

33종의 기각류들의 집단생활에 관해서는 다큐멘트된 내용들이 많다.

기각류는 매우 사회적인 동물로써 그 시스템은 종에 따라 그리고 계절에 따라 다르다.

다이버들이 만나는 기각류들은 모두 장난치고 호기심 많았다고 보고된다.

그러나 개중에는 심한 것은 아니지만 어느 정도 공격적인 놈도 있는데 주로 수컷들이다.

수컷들이 공격성을 띠는 때는 짝짓기 계절에 한해서일 것이라고들 말한다.

애인 넘보는 자에 대해 관대할수는 없지 않은가?

 

다이버 뒷꽁무니에 바짝 따라다니는 행동에 대해 흥미있는 설명이 하나 있다.

 

해양포유 동물은 사람과 마찬가지로 호흡을 참고 다이빙하는 것이므로 상어처럼 냄새를 맡을 수 없다.

기각류는 백상어가 좋아하는 사냥감이다.

미국 캘리포니아 바다에서 관찰된 것을 보면 백상어는 바닥쪽에 붙어서 몰래 숨어 들었다가 갑자기 위로 솟으며 기각류를 기습한다.

백상어의 어두운 등색과 밝은 복부색은 이러한 기습공격을 은폐시키기에 잘 위장된 색이다.

그리고 기각류의 동작이 백상어보다 빨라서 공격을 눈치 채는 한 기각류가 백상어에게 잡히지는 않는다.

 

기각류는 백상어의 공격을 피할때 상어의 꼬리쪽에 붙어서 도망 다닌다.

어떤 목격자에 의하면 기각류가 백상어의 꼬리에 입질을 해대는 것을 보았다고 한다.

따라서 다이버 뒷꽁무니에 붙는 기각류의 행동은 다이버를 상어로 보았거나 또는 상어를 피하는 법을 연습하는 것인지도 모른다.

 

그러나 진실은 아무도 모른다.

다만 확실한 것은 인간과 기각류의 그런 상호관계 행동이 신비스럽고 기분 나쁘지 않다는 것이다.

 

    

발췌 : 풍등출판사  

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