겨울잠을 자는 동물의 세계

겨울잠을 자는 동물의 세계

$17.00
Description
‘겨울잠’에 대한 오해와 진실!
겨울잠을 자는 동물들을 추적하는, 4개 대륙에 걸친 탐구 여행

“도대체 뭘 찾으세요?” 대도시 함부르크에서 한밤중이 막 지날 즈음 저자가 받은 질문이다. 저자는 할로겐 손전등을 들고 한 공원에서 덤불을 뒤지고 있었다. “야생동물, 특히 도시라는 생활권에 살고 있는 작은 포유류들이 적응하는 모습을 연구하고 있답니다. 작은 위치 탐지기를 이용해 고슴도치를 찾아다니고 있어요.” 그러면 이런 반응이 돌아온다. “고슴도치라고요, 여기에서요?”

“겨울잠에 관해서는 이미 다 알고 있지 않나요?” 이 역시 저자가 자주 듣는 질문이다.

겨울잠은 자연에서 관찰할 수 있는 거대한 수수께끼 중 하나다. 겨울잠 하면 우리는 흔히 개구리와 뱀을 떠올리고, 겨우내 흙구덩이 속에서 꼼짝하지 않고 잔다고 생각한다. 정말 그럴까? ‘겨울잠’이라는 개념은 오해를 불러일으킬 소지가 있다. 먼저 동물들은 이 기간 동안 결코 잠을 자지 않기 때문이고, 두 번째로 이들 동물은 겨울이 되면 강제로 이렇게 지내야 하는 것이 아닌 까닭이다. 동물들은 외부 자극에 반응할 수 있는데, 다만 더딜 따름이다. 또한 겨울잠은 2주마다 몸을 덥히는 과정으로 인해 중단된다. 이렇듯 이 책은 겨울잠을 자는 동물에 대한 오류를 바로잡아준다.
함부르크의 고슴도치, 캐나다의 박쥐, 오스트레일리아의 유대류, 마다가스카르의 여우원숭이 등 4개 대륙에 걸친 연구 여행에서 저자는 각각의 생활권에 대해 관찰한 생물학적 내용을 서술하며, 이는 겨울잠에 대한 새로운 인식을 일깨운다. 동물에게서 일어나는 과정은 물론이고 환경이 주는 영향도 조망한다. 1부에서는 겨울잠의 준비와 겨울잠을 자는 첫 몇 달에 대해 서술한다. 2부는 겨울잠을 자는 동안 발생하는 변화 과정에서부터 잠에서 깨어나 활동을 시작할 때까지 기간에 집중한다.
저자

리자바르네케

1978년독일프랑크푸르트암마인에서태어났으며,생물학박사학위를받았다.수년동안오스트레일리아에서작은유대류의생존전략을조사하고,캐나다위니펙에서는병든박쥐의겨울잠패턴을분석했다.독일야생동물재단에서수여하는연구상을받았으며,지난몇년동안함부르크의도시한가운데에서사는고슴도치의생태생리를연구했다.현재가족과함께오스트레일리아에거주하고있다.

목차

머리말

1부잠들기
1레퍼반의저편에
2초원에사는박쥐들
3파도,포도주와쿠스쿠스아목
4졸고있는영장류

2부깨어남
5장미덩굴속에서잠자는숲속의공주
6곤궁에처한박쥐들
7기회주의자가이긴다
8규칙이없는원숭이들

감사의글
참고문헌
찾아보기

출판사 서평

겨울잠과토르퍼
토르퍼(Torpor:라틴어로경직,마비라는뜻)와겨울잠은동어의가결코아니다.토르퍼는동물들이겨울잠을잘때취하게되는생리학적상태를의미하는개념이다.그래서토르퍼에는다른형태도있는데,바로낮에취하는토르퍼(dailytorpor)다.겨울잠을자는고슴도치와달리햄스터는낮에무기력해지는이런상태를이용한다.따라서토르퍼는두가지종류로나타나는데,겨울잠과낮의토르퍼다.이차이는토르퍼상태의특징을기반으로한다.이때무엇보다토르퍼국면이최대한얼마동안지속될수있는지와동물이견딜수있는최소한의신진대사같은요소가중요하다.
이와같은구분은여전히토르퍼를연구하는사람들사이에서논쟁의대상이되고있다.만일이온성동물을종에따라서구분한다면,분명한결과가나온다.즉동물가운데일부는24시간이상은토르퍼상태에머물수없으며토르퍼상태의중간중간에먹이를섭취해야만한다(낮토르퍼).또다른동물은토르퍼국면을연속적으로할수있는데,개별적으로는3주이상을할수있고,대체로다른동물에게잡아먹히지않기위해가끔체온을올리느라토르퍼가방해받을뿐이다(겨울잠을자는동물).낮토르퍼와겨울잠사이에뚜렷한차이가나타난다.낮에토르퍼상태를이용하는동물과비교할때,겨울잠을자는동물은평균적으로체중이더많이나가고최대30배이상더오래토르퍼국면에있으며,토르퍼국면에서는체온을섭씨13도더낮게유지할뿐더러평소에비해신진대사를90퍼센트이상줄일수있다.
낮에토르퍼국면에들면어떤일이생기며어떤동물이이와같은형태를이용할까?낮토르퍼는‘미니겨울잠’으로상상하면된다.이역시겨울잠을잘때발생하는생리학적과정과동일한과정을거치는데,다만조금더짧은시간동안무기력상태에있을따름이다.또체온을급격하게낮추지도않고,따라서절약하는에너지도적으며대사저해(代謝沮害)도적다.대부분의동물이체온을섭씨15도까지낮추며20시간정도후에다시깨어난다.그러고나서체온을올리고먹이를먹어야한다.낮토르퍼는말하자면주어진환경에적응하는수준이다.이와달리겨울잠은대체로준비가필요하며강제적행동이라할수있다.낮토르퍼는매우다양한동물에서아주빈번하게일어난다.많은유대류와태반류,그리고박쥐와몇몇조류도이용한다.낮토르퍼는단기적으로먹이가부족할때매우즉각적이며유연하게대응하는방식이라고할수있다.

연구장비
도시한가운데에서고슴도치를연구하는저자는가시를잘라낸부분에송신기를부착했다.송신기는대부분동물들의둥지를탐지하거나이들이밤중에돌아다니는동선을추적하기위한것이다.하지만저자는동물의추적뿐아니라,멀리서도피부온도를알수있는특별한송신기를투입했다.동물의스트레스를줄여주고이로써동물에관한데이터의질을향상시킬수있어서다.연달아보내지는두신호의시간차로온도를알수있다.송신기외에도데이터이력기록장치를사용한다.두가지는나름장단점이있다.송신기는그때그때데이터를수집하게해주지만,저장할수있는만큼만수신자에게전달된다.이와달리데이터이력기록장치는스스로데이터를수집하고저장하는데,대신이데이터를읽으려면장치를동물의몸에서떼어내야하는아쉬움이있다.
송신기는동물의종에따라서목걸이형태나피부에부착하거나동물의몸에이식할수도있다.저자는몸밖에송신기를다는것이최선이라고판단했는데,빨리부착할수있고외부에달려있는안테나가먼거리에서도수신이가능해서다.게다가동물에게해를입히지않으며,겨울잠을자는패턴도정확하게측정할수있다.하지만프로젝트에따라,또어떤문제를해결하고싶은지에따라서최선의방법을선택해야한다.

토르퍼와도시화
고슴도치는야생동물가운데경향성을보여주는예다.바로농촌이탈이다.2011년프랑스에서실시한연구에따르면,도시에사는고슴도치의수가농촌에사는고슴도치의수보다아홉배나많았다고한다.영국과네덜란드에서도그와같은사실을증명하는학계의보고가있었다.독일의경우객관적인자료는없지만,산림공무원·농부·자연보호단체의얘기에따르면상황은비슷하다고한다.
도시를좋아하는성향은고슴도치에게만해당하지않는다.함부르크에는50종의토박이포유류가분주히돌아다니며,아메리카너구리·사향쥐·너구리등외래종이합류했다.그런데도시에사는동물이정말잘지내는것일까?아니면원래살던곳에서는점점살기가힘들어어쩔수없이사람들곁에서사는것일까?
농지사용의변경이나단작,수확시기의연기,살충제의과다한투입,그리고울타리나초원의소실은많은야생동물에게영향을미친다.독일과유럽에사는새의수가극적으로줄어들었는데,특히농촌에서그러했다.
세계적으로점점도시화가확대되는추세를감안해앞으로종의구성이어떻게될지를예측하려면,그같은적응에성공하는원인을아는것이결정적으로중요하다.기본적으로는한종이환경변화에얼마나민감하며또한환경에적응하기위해어떤잠재력을동원하는지를이해할필요가있다.

겨울잠의과정
겨울잠을시작하는국면은시상하부에서명령을내리는것으로시작하는데,이영역은생명을유지하는데중요한호르몬을많이만들어내고겨울잠을관할하기도한다.겨울잠을개시한다는사실을알리기위해,동물들은체온을낮춘다.고슴도치역시약간따뜻한섭씨35도에서원하는체온으로낮추는데,주변의온도와같아질때까지서서히체온을내린다.약간따뜻한체온을유지하기위해필요한온기를체내에서생산하지않으면,신진대사가급격하게떨어진다.이렇게함으로써동물들은서서히체온이내려가다가마침내완전히차가워지고심장박동이나호흡횟수와같은모든생명과정을줄이게된다.이렇게체온을낮추는것에덧붙여겨울잠동물들은대사저하(metabolicinhibition)라는과정을통해신진대사를억제할수있다.
겨울잠상태에서체온이떨어지지만결코최하수치,그러니까동물이견딜수있는한계수치이하로떨어지지는않는다.이런수치는종마다차이가나며,대부분의겨울잠동물의경우섭씨5도정도다.반드시유지해야하는온도를높일때도있다.이런상태는열이나는경우로이때는숨어들어온병원체를열기로쫓아내는중이다.이런원칙에따라동물은체온을올릴수도있고내릴수도있다.중요한점은,이때일어나는과정을동물스스로정교하게조절하고통제한다는사실이다.

겨울잠과계절변화
6월의남부오스트레일리아는한겨울이다.독특한형태의겨울잠을연구하기위한장소다.이런겨울잠을‘편의에따른겨울잠’이라고한다.겨울잠을자는대부분의동물은계절변화가심한북반구지역에서찾아볼수있다.북반구에사는동물들은기온과먹이가심각하게변하는조건속에살고있으며,이런조건은매년비슷하고그리하여예측이가능하다.번식이나겨울잠같은중요한시기를결정할때이는큰장점이다.이지역에사는동물은대부분불가피한겨울잠동물이며,특정계절에토르퍼를이용하는일은이들동물에게는피할수없다.
그렇다면계절의변화가그리크지않은지역은어떨까?오스트레일리아에서는대부분의생활권이기온의차이가없는온화한상태다.계절이바뀌면서최고온도와최저온도의구분은가능하지만,이런구분조차미미하고기온이영하로내려가는일도없다.게다가대부분의식물은잎이떨어지지않는다.온화한기온과상록수,이는작은포유류에게살기좋은곳처럼보인다.하지만실상은그렇지않은데,오스트레일리아대부분의생활권은예측할수없는날씨에영향을받고,그래서먹이도제대로찾을수있을지확실하지않다.이지역에겨울잠을자는동물이있을까,있다면토르퍼는생존전략으로어떤역할을할까?
저자는이를위해오스트레일리아에서만살며야행성으로꽃꿀과곤충을주식으로하는작은유대류인서부피그미주머니쥐(Cercartetusconcinnus)를연구대상으로삼았다.

에너지소비와동물의생존
여우원숭이연구에서특별한점은체온뿐아니라야외에서소비하는에너지를측정한다는데있다.이를위해산소소비량을측정한다.이는모든동물은살기위해공기를호흡하고이산화탄소를내뱉는다는사실을바탕으로한다.이를담당하는복잡한생화학적과정은체세포에서진행한다.혈액은가스를분배하는일을담당하며,산소를준비하고이산화탄소를배출하는중요한기능은폐가한다.호흡측정학(respirometry)이라는방법으로동물의가스신진대사를간단하게측정할수있다.
산소소비는주변환경의기온에직접적으로영향을받는다.이는토르퍼를이용하지않는포유류와조류에게해당하는말이다.즉체온과주변의온도사이에차이가많이날수록더많은온기가몸밖으로빠져나간다.온기가몸밖으로많이빠져나갈수록높은체온을유지하기위해더많은에너지를소모해야만한다.시상하부에서토르퍼를시작하라고명령하면,낮아진최저체온에따라서체내에서생산하는온기는거의0도까지내려간다.이에따라산소의소비뿐아니라체온도급격하게낮아진다.토르퍼를이용하는동물의체온은주변온도보다대략1도높다.때문에주변환경의조건은에너지소비에결정적으로중요하며동물의생존,특히겨울잠을자는동안의생존에매우중요하다.

치명적인겨울잠
박쥐는다양한병원균의저장고이자,정작자신은질병에걸리지않고질병을퍼뜨리기만하는동물의표본이다.가장유명한박쥐바이러스는광견병,니파바이러스,헨드라바이러스다.박쥐자신은증상을전혀보이지않으며,인간을비롯한민감한숙주에게전염시켜손상을일으킨다.그런데‘흰코증후군’이라는치명적인병이있다.이병은지오미세스데스트럭탄스에의해생겨나며,이균이날개·얼굴·귀를공격하고조직을파괴한다.이균의특징은냉기를좋아하는것인데,그때문에겨울잠을자는박쥐들에게강력한피해를입힐수있다.
저자는서스캐처원주서부의새스커툰에서병든박쥐들이겨울잠을자는패턴을실험실에서연구했다.병을앓는종들의공통점은동굴과광산에서겨울을보낸다는것이다.일단바이러스가겨울잠을자는숙소에침투하면,이곳에서잠을자는박쥐는30∼99퍼센트가다음번겨울에죽는다.
동물들은무슨이유로죽는것일까?몇년간의연구에도대답이쉽지않음을토로하는저자는한원인으로야생동물의질병이갖는본질을든다.즉야생동물의질병은숙주,병원균,환경사이의상호작용으로복잡하게얽혀있다는것이다.따라서질병에대한연구는여러학문이협력해야함을지적한다.
생존가능성은시간의문제다.겨울이짧고박쥐가일찌감치먹이와물을구할수있게되면,날개피부의부상뿐아니라생리학적장애도나을수있다.박쥐가다음번겨울에병을일으킨원인에저항할수있는지는현재실험중이다.실제로제기되는모든의문에대한대답은생존한박쥐들에게달려있다.병원균이동굴을덮쳤을때죽지않고살아남은1퍼센트의박쥐들말이다.따라서병의확산을막는다고병원균이덮친동굴의모든동물을죽이는일은당장멈춰야한다.
인간은기본적으로세가지에한해서기여를해야한다.즉박쥐들에게숲에서여름을보낼수있는더안전한숙소를보장해주기,동굴에사람들이들어가서방해하는일을최소화하기,그리고병원균을다른동굴에전파하지않기.이런이유로박쥐와동굴을연구하는사람들은모두야외든실험실이든엄격하게살균한복장을갖추고작업한다.

겨울잠의세계기록
꼬마주머니쥐는다양하게겨울잠을자고아주오랫동안잘수도있다.동부피그미주머니쥐(Cercartetusnanus)는겨울잠세계기록을세웠다.즉겨울잠을일년내내잘수있다.주변온도가섭씨7도인실험실의이동물은12일마다몸을덥히는국면을거쳤다.물은공급했으나,에너지는오로지체지방에서얻는상태였다.실험을시작할때동물의체지방은충분했는데,야외에서돌아다니는동물에비해엄청나게체중이많이나갔다.겨울잠세계기록은실험실,특별한조건에서측정한것이다.야외에서식하는동부피그미주머니쥐에관한데이터는존재하지않는다.
반면야외에서가장오랫동안겨울잠을잔동물은,2015년빈출신의연구가들이발표한다람쥐꼬리겨울잠쥐다.야외에서11개월동안겨울잠상태에있었다.기록적으로겨울잠을길게잔해는먹이가부족했고,그래서동물들은믿기힘들정도로겨울잠을길게자는방식으로대응한것이다.겨울잠이길어질수록,자신의유전자를자손에게물려줄시간이더짧아져서문제가된다.