[재미있는 과학이야기]⑦ 개구리의 겨울잠

요즘 같은 추운 겨울날엔 소변을 보면 몸을 부르르 떨게 됩니다. 왜 일까요?

 

가끔 농담조로 몸 속에 있는 보일러 물이 빠지니까 추워진다는 말을 하기도 합니다만 맞는 이야기입니다. 오줌이 체내의 열을 가지고 나오기 때문에 체온이 순간적으로 1℃가량 내려간다고 합니다. 우리는 체온이 일정한 항온동물(恒溫動物)입니다. 체온이 떨어지니 그 온도를 올리기 위해 몸을 부르르 떠는 현상이 나타나게 됩니다.

 

살아있는 생명체가 체온을 유지한다는 것은 매우 중요합니다. 그 체온 유지는 섭취하는 음식에서 나오게 됩니다. 하지만 요즘같이 추운 겨울에는 동물들이 먹이를 찾기란 매우 힘든 일입니다. 그래서 몇몇 동물들은 사냥이라든가 먹이 보충이 힘들어지면 겨울잠이라는 방법을 이용합니다. 특히 주변의 기온에 따라 체온이 변하는 변온동물(變溫動物)들은 그렇지 않은 항온동물에 비해 겨울이 가장 힘든 시기입니다. 우리 사람의 경우 주변의 기온에 관계없이 체온이 36.5℃ 부근으로 일정한 반면, 개구리와 같은 변온동물은 주위의 기온과 같이 체온이 변합니다. 그래서 결단성 없이 우유부단한 사람을 개구리에 비유합니다. 물이 든 냄비에 개구리를 넣고 서서히 가열시키면 물의 온도와 체온이 같게 되어 위험성을 모르고 있다가 나중에는 뜨거워 나와야 하는데 결단성이 부족해 나오지 못하게 됩니다. 급기야 100℃에 이르러 뛰쳐나오려 해도 이미 때를 놓쳐 나오지 못하게 된다는 이야기입니다.

 

겨울잠을 자는 이유는 체온유지에 필요한 영양소의 부족으로 에너지를 최소화하기 위해서입니다. 물론 항온동물인 곰, 다람쥐 등과 같은 동물도 잠을 자는데 이들은 추운 겨울에는 제대로 음식을 먹을 수 없기 때문에 겨울이 닥치기 전에 많이 먹고 배를 불린 후 겨울잠을 자게 됩니다. 또한 겨울잠을 자면서도 에너지 소비량을 최소화 하기 위해 심장박동수를 줄인다고 합니다(다람쥐의 경우 1/30배). 그러나 곰과 다람쥐와 같은 항온동물들은 겨울잠을 자다가도 배가 고프거나 조금 따뜻해지면 굴에서 나와 먹이를 섭취하기도, 배설을 하기도 한 뒤 다시 잠을 잔다고 합니다.

 

그러나 변온동물의 경우는 주변의 기온이 0℃ 이하로 내려가면 체온도 따라서 내려가므로 체액이 얼고, 결국 세포막이 터져 죽게 됩니다. 이들 개구리의 경우는 겨우내 자는 동안 거의 심장이 뛰지 않는 일종의 가사상태(假死狀態)가 된다고 합니다. 그런데도 얼지 않는 이유는 식물과 마찬가지로 세포를 얼지 않게 하기위해 다량의 포도당을 온몸에 축적시켜 어는점을 낮추게 합니다. 이는 농도가 짙은 설탕물이 잘 얼지 않는 것과 같이 포도당이 부동물질(不凍物質) 역할을 하기 때문입니다. 겨울철 보일러와 차량에 사용하는 부동액과 같은 역할을 하게 되는 것입니다. 그리고 이들이 신기하게도 겨울잠을 자는 시기를 알고 자는 것은 혈액 속에 동면을 유도하는 촉진제가 있어서라는데 아직 정확한 연구보고는 없다고 합니다.

 

사람이 변온동물과 다른 점은 냄비 속의 개구리처럼 또는, 혹독한 시련을 피해 사는 것이 아니라 환경에 도전하고 새로운 환경을 이루어 나가는 것이 아닌가 합니다.

 

/전병은(전주 중앙중 교사)