겨울잠을 자는 동물의 세계

‘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. 겨울잠과 토르퍼 토르퍼(Torpor: 라틴어로 경직, 마비라는 뜻)와 겨울잠은 동어의가 결코 아니다. 토르퍼는 동물들이 겨울잠을 잘 때 취하게 되는 생리학적 상태를 의미하는 개념이다. 그래서 토르퍼에는 다른 형태도 있는데, 바로 낮에 취하는 토르퍼(daily torpor)다. 겨울잠을 자는 고슴도치와 달리 햄스터는 낮에 무기력해지는 이런 상태를 이용한다. 따라서 토르퍼는 두 가지 종류로 나타나는데, 겨울잠과 낮의 토르퍼다. 이 차이는 토르퍼 상태의 특징을 기반으로 한다. 이때 무엇보다 토르퍼 국면이 최대한 얼마 동안 지속될 수 있는지와 동물이 견딜 수 있는 최소한의 신진대사 같은 요소가 중요하다. 이와 같은 구분은 여전히 토르퍼를 연구하는 사람들 사이에서 논쟁의 대상이 되고 있다. 만일 이온성 동물을 종에 따라서 구분한다면, 분명한 결과가 나온다. 즉 동물 가운데 일부는 24시간 이상은 토르퍼 상태에 머물 수 없으며 토르퍼 상태의 중간 중간에 먹이를 섭취해야만 한다(낮 토르퍼). 또 다른 동물은 토르퍼 국면을 연속적으로 할 수 있는데, 개별적으로는 3주 이상을 할 수 있고, 대체로 다른 동물에게 잡아먹히지 않기 위해 가끔 체온을 올리느라 토르퍼가 방해받을 뿐이다(겨울잠을 자는 동물). 낮 토르퍼와 겨울잠 사이에 뚜렷한 차이가 나타난다. 낮에 토르퍼 상태를 이용하는 동물과 비교할 때, 겨울잠을 자는 동물은 평균적으로 체중이 더 많이 나가고 최대 30배 이상 더 오래 토르퍼 국면에 있으며, 토르퍼 국면에서는 체온을 섭씨 13도 더 낮게 유지할뿐더러 평소에 비해 신진대사를 90퍼센트 이상 줄일 수 있다. 낮에 토르퍼 국면에 들면 어떤 일이 생기며 어떤 동물이 이와 같은 형태를 이용할까? 낮 토르퍼는 ‘미니 겨울잠’으로 상상하면 된다. 이 역시 겨울잠을 잘 때 발생하는 생리학적 과정과 동일한 과정을 거치는데, 다만 조금 더 짧은 시간 동안 무기력 상태에 있을 따름이다. 또 체온을 급격하게 낮추지도 않고, 따라서 절약하는 에너지도 적으며 대사저해(代謝沮害)도 적다. 대부분의 동물이 체온을 섭씨 15도까지 낮추며 20시간 정도 후에 다시 깨어난다. 그러고 나서 체온을 올리고 먹이를 먹어야 한다. 낮 토르퍼는 말하자면 주어진 환경에 적응하는 수준이다. 이와 달리 겨울잠은 대체로 준비가 필요하며 강제적 행동이라 할 수 있다. 낮 토르퍼는 매우 다양한 동물에서 아주 빈번하게 일어난다. 많은 유대류와 태반류, 그리고 박쥐와 몇몇 조류도 이용한다. 낮 토르퍼는 단기적으로 먹이가 부족할 때 매우 즉각적이며 유연하게 대응하는 방식이라고 할 수 있다. 연구 장비 도시 한가운데에서 고슴도치를 연구하는 저자는 가시를 잘라낸 부분에 송신기를 부착했다. 송신기는 대부분 동물들의 둥지를 탐지하거나 이들이 밤중에 돌아다니는 동선을 추적하기 위한 것이다. 하지만 저자는 동물의 추적뿐 아니라, 멀리서도 피부 온도를 알 수 있는 특별한 송신기를 투입했다. 동물의 스트레스를 줄여주고 이로써 동물에 관한 데이터의 질을 향상시킬 수 있어서다. 연달아 보내지는 두 신호의 시간차로 온도를 알 수 있다. 송신기 외에도 데이터 이력 기록장치를 사용한다. 두 가지는 나름 장단점이 있다. 송신기는 그때그때 데이터를 수집하게 해주지만, 저장할 수 있는 만큼만 수신자에게 전달된다. 이와 달리 데이터 이력 기록장치는 스스로 데이터를 수집하고 저장하는데, 대신 이 데이터를 읽으려면 장치를 동물의 몸에서 떼어내야 하는 아쉬움이 있다. 송신기는 동물의 종에 따라서 목걸이 형태나 피부에 부착하거나 동물의 몸에 이식할 수도 있다. 저자는 몸 밖에 송신기를 다는 것이 최선이라고 판단했는데, 빨리 부착할 수 있고 외부에 달려 있는 안테나가 먼 거리에서도 수신이 가능해서다. 게다가 동물에게 해를 입히지 않으며, 겨울잠을 자는 패턴도 정확하게 측정할 수 있다. 하지만 프로젝트에 따라, 또 어떤 문제를 해결하고 싶은지에 따라서 최선의 방법을 선택해야 한다. 토르퍼와 도시화 고슴도치는 야생동물 가운데 경향성을 보여주는 예다. 바로 농촌 이탈이다. 2011년 프랑스에서 실시한 연구에 따르면, 도시에 사는 고슴도치의 수가 농촌에 사는 고슴도치의 수보다 아홉 배나 많았다고 한다. 영국과 네덜란드에서도 그와 같은 사실을 증명하는 학계의 보고가 있었다. 독일의 경우 객관적인 자료는 없지만, 산림 공무원·농부·자연보호단체의 얘기에 따르면 상황은 비슷하다고 한다. 도시를 좋아하는 성향은 고슴도치에게만 해당하지 않는다. 함부르크에는 50종의 토박이 포유류가 분주히 돌아다니며, 아메리카너구리·사향쥐·너구리 등 외래종이 합류했다. 그런데 도시에 사는 동물이 정말 잘 지내는 것일까? 아니면 원래 살던 곳에서는 점점 살기가 힘들어 어쩔 수 없이 사람들 곁에서 사는 것일까? 농지 사용의 변경이나 단작, 수확 시기의 연기, 살충제의 과다한 투입, 그리고 울타리나 초원의 소실은 많은 야생동물에게 영향을 미친다. 독일과 유럽에 사는 새의 수가 극적으로 줄어들었는데, 특히 농촌에서 그러했다. 세계적으로 점점 도시화가 확대되는 추세를 감안해 앞으로 종의 구성이 어떻게 될지를 예측하려면, 그 같은 적응에 성공하는 원인을 아는 것이 결정적으로 중요하다. 기본적으로는 한 종이 환경 변화에 얼마나 민감하며 또한 환경에 적응하기 위해 어떤 잠재력을 동원하는지를 이해할 필요가 있다. 겨울잠의 과정 겨울잠을 시작하는 국면은 시상하부에서 명령을 내리는 것으로 시작하는데, 이 영역은 생명을 유지하는 데 중요한 호르몬을 많이 만들어내고 겨울잠을 관할하기도 한다. 겨울잠을 개시한다는 사실을 알리기 위해, 동물들은 체온을 낮춘다. 고슴도치 역시 약간 따뜻한 섭씨 35도에서 원하는 체온으로 낮추는데, 주변의 온도와 같아질 때까지 서서히 체온을 내린다. 약간 따뜻한 체온을 유지하기 위해 필요한 온기를 체내에서 생산하지 않으면, 신진대사가 급격하게 떨어진다. 이렇게 함으로써 동물들은 서서히 체온이 내려가다가 마침내 완전히 차가워지고 심장 박동이나 호흡 횟수와 같은 모든 생명 과정을 줄이게 된다. 이렇게 체온을 낮추는 것에 덧