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뇌의 절반은 깨어있는 고래의 잠과 짝짓기

고래는 물속 수면 근처에서 무리를 지어 서서 잔다. 고래는 자면서도 뇌의 반쪽은 번갈아 깨어 있다. 3m ~ 4m 크기의 고래의 성기는 평소에 돌돌 말려 숨어 있다가 무리 지어 짝짓기를 할때 한쌍의 고래가 짝짓기를 하는 동안 나머지 다른 수컷들은 차례를 기다린다.

1. 뇌없는 해파리도 자는 잠

현존하는 모든 척추동물들은 어떤 형태로든 잠을 잔다. 초파리나 해삼 같은 무척추 동물들도 잠을 잔다. 심지어 단세포 생물들도 휴지기와 활동기가 분명히 나뉘어져 있다. 

해파리는 항상 계속해서 촉수를 우산처럼 펼치거나 닫는 동작을 한다. 그러나 이 동작을 밤에는 약 30% 적게 하는 것을 알 수 있다. 잠을 자기 때문이다.

어떤 의미에서 보면 수면은 비활동 상태일 뿐이다. 그러나 잠에는 우리가 아직 채 제대로 알지 못하는 뭔가 특별한 구석이 여전히 있다. 숙면을 취하는 중에 뇌척수액이 뇌에 들어가 뇌를 재부팅한다는 사실이 최근 알려졌다.

생명체에 꼭 필요한 활동, 수면 수면이란 ‘피로가 누적된 뇌의 활동을 주기적으로 회복한 생리적인 의식상실 상태’를 의미한다. 따라서 주변의 환경에 반응하지 않게 되며, 감각이나 반사 기능 또한 저하된다. 

 과학적으로는 뇌파를 통해 수면의 상태를 판단할 수 있다. 수면 상태에 관찰되는 일정한 뇌파를 통해 생물의 수면 상태를 이해할 수 있다. 잠은 시간낭비가 아니다. 심신의 체계가 다시 새롭게 기동할 준비를 하는 고귀한 시간대이다. 

 해파리는 뇌가 없다. 그래도 잠을 잔다는 사실이 밝혀졌다. 엄청난 반전이다. 뇌의 휴식을 위해 수면을 취하는 것이 아니라, 몸 전체의 휴식을 위해 잠을 자는 과정에서 뇌도 회복되는 것이다.

2. 고래의 수면 특징과 짝짓기

사람들은 꼳꼳이 서있는 향유고래 무리를 처음 보았을 때 고래가 잠을 자고 있는 거라고는 전혀 몰랐다. 사람을 포함해서 육상 포유류는 자면서도 무의식적으로 호흡한다. 고래 등 바다 포유류도 호흡한다. 익사하지 않으려면 잠든 상태에서도 의식적으로 숨을 쉬어야 한다.

 이제까지 알려지지 않았던 고래의 수면 행동의 비밀이 첨단 기록장치 등에 힘입어 밝혀지고 있다. 고래는 일생에서 약 7% 정도의 시간을 잔다. 잘 때는 이렇게 수직으로 몸을 세워 물속에 떠서 잔다.

향유고래. us.whales.org

 혹등고래도 물속에서 자신의 몸을 수직으로 띄운 채 잠을 잔다. 사람의 눈에는 상당히 불편해 보이지만, 고래가 이렇게 잘 수밖에 없는 이유가 있다. 

 호흡문제뿐만 아니라, 언제 자신을 공격할지 모르는 천적에 대비하고, 체온을 유지하기 위한 이유 등이다. 고래들은 머리 위에 있는 분수공(blowholes)을 통해 호흡한다. 

 자는 동안에도 호흡을 하기 위해서 수면과 매우 가까운 위치에서 자야 한다. 고래처럼 물속에 사는 포유류 동물은 물 밖의 공기에서 산소를 얻기 때문이다.

 수족관 돌고래 등의 관찰을 통해 고래는 뇌의 절반씩 교대로 잔다는 사실이 알려졌다. 한쪽 뇌가 잠들어도 나머지 반으로 호흡할 수 있고 눈 하나는 감지 않은 채 포식자와 무리의 이동을 지켜본다. 큰돌고래는 이런 방식으로 주로 밤에 한두 시간씩 잠에 빠진다. 

 지난 2012년 한 연구에서 연구자들은 야생에서 잠을 자고 있는 고래들을 포착한 영상을 통해 고래들도 때로는 양쪽 뇌가 모두 잠들 때가 있다는 사실을 파악했다. 그러나 이런 고래의 수면시간은 2시간이 채 되지 않는다.

 참고로, 물고기(어류)도 잠을 잔다. 눈에 눈꺼풀이 없기 때문에 눈을 감지 않은 채로 잔다. 물고기의 눈에도 물이 들어오지 않고 다른 이물질이 침투하지 않도록 잘 보호되고 있다.  고등어 등 몇몇 물고기의 경우는 일종의 기름막인 ‘지검’이 눈을 덮고 있다. 항상 눈을 뜨고 있어도 아무런 무리가 가지 않는다.

 주행성 물고기와 야행성 물고기가 있다. 물고기는 주변의 환경에 따라, 종류에 따라 잠자는 시기와 장소가 달라진다. 대서양에 사는 담수메기는 여름에는 낮에 잠들고, 겨울에는 밤에 잠든다. 

 일부 물고기는 수온이 낮아지는 겨울이면 수심 깊은 곳으로 내려가 동면하면 반면, 여름에 수온이 높아지면 뻘을 파고 들어가 지내는 물고기도 있다. 

 흰빨판이라는 물고기는 무리로 있을 때는 주행성, 혼자 있을 때는 야행성으로 변한다니 이들의 적응력에 그저 놀랍다. 흑도미는 평소에 잠을 자지만 산란기나 대규모 이동 시기에는 전혀 잠을 자지 않는다. 

 부레가 발달된 물고기들은 수면에 떠있는 상태에서 잠을 자기도 하고, 상어처럼 부레가 없는 물고기는 아주 깊은 바다 속에서 수면을 취한다.

2022년 4월 13일 현지시간 미국 더비대 분자생태학 교수인 마이클 스위트(Michael Sweet)가 자신의 트위터에 고래(Blue whale)의 성기 사진을 올렸다. 마이클 스위트 교수는 영국 네스호 괴물의 정체가 고래의 성기라는 주장을 펼쳤다. 

  스위트 교수는 탐험가들이 네스호 괴물에 대해 얘기할 때 물에서 나오는 외계인 부속물같은 촉수라고 묘사한 점에 착안했다. 고래의 성기는 대략 3m ~ 4m에 달한다. 

 스위트 교수에 의하면 고래는 무리를 지어 짝짓기를 하며 한쌍의 고래가 짝짓기를 하는 동안 나머지 다른 수컷들은 차례를 기다리며 물밖으로 자신의 성기를 튕겨낸다. 

 왜 이제서야 이런 가설이 나왔나. 고래의 성기는 평소에 돌돌 말려 숨어 있다가 발정기에만 보이기 때문에 관찰하기 힘들기 때문이다.민물고래도 있고 바다고래도 민물로 올라오기도 한다. 참고로 영국 템즈강에는 갈매기가 많이 날아다니고 물범(=바다표범)도 산다. 

(출처 허프포스트, 인사이트, 사이언스타임스)

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