포유류는 어떻게 물속에서 잠을 자나요?

돌고래와 같은 일부 해양 포유류는 뇌의 절반을 떼어낸 채 잠을 자는 반면, 향유고래는 바다에서 똑바로 선 자세로 잠을 잡니다.

향유고래는 짧은 시간 동안 똑바로 선 자세로 잠을 잔다. 사진: 프랑코 반피

고래류는 잠을 자고 싶어도 눈을 감고 잠들 수 없습니다. 수면으로 올라와야 숨을 쉴 수 있기 때문입니다. 또한 포식자의 위협과 저체온증 때문에 물 위에 떠서 잠을 잘 수도 없다고 Live Science 는 전했습니다.

한 가지 해결책은 뇌의 절반씩 기능을 정지시키는 것입니다. 이를 편측수면이라고 하는데, 돌고래와 같은 고래류가 탁 트인 바다에서 휴식을 취하는 방식입니다. 영국 세인트앤드루스 대학교의 생물학자 패트릭 밀러는 "편측수면은 이 동물들에게 매우 유용합니다. 뇌의 절반씩 기능을 정지시킨 상태에서도 활동량을 낮게 유지할 수 있기 때문입니다."라고 설명합니다.

돌고래는 이러한 수면 방식을 보이는 것으로 알려진 고래류 중에서 가장 많이 연구된 종입니다. 사육된 돌고래의 뇌 스캔 결과, 한쪽 뇌반구는 깊은 서파 수면 상태에 있는 반면 다른 쪽 뇌반구는 깨어 있는 상태로 유지되어 한쪽 눈을 뜬 채 잠을 잘 수 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 수면 패턴은 돌고래, 고래, 쇠돌고래 등을 포함하는 포유류 집단인 고래류에서 흔히 볼 수 있습니다. 많은 새들도 비행 중 휴식을 취할 때 한쪽 뇌반구만 사용하는 수면 방식을 이용합니다.

하지만 밀러에 따르면 새와 돌고래는 서로 다른 이유로 뇌 반구 수면을 이용합니다. 예를 들어, 새 떼에서 바깥쪽에 있는 새들은 포식자를 경계하기 위해 무리에서 멀리 떨어진 쪽 눈을 뜨고 있습니다. 돌고래는 정반대입니다. 돌고래는 잠을 잘 때 무리와 떨어지는 것을 방지하기 위해 무리를 향한 쪽 눈을 뜨고 있는 경우가 많습니다.

모든 고래류가 단반구 수면을 취하는 것은 아닙니다. 인간과 대부분의 포유류처럼 뇌의 양쪽 반구가 모두 수면을 취하는 양측성 수면을 하는 종도 있습니다. 밀러는 "향유고래, 참고래, 혹등고래처럼 포획할 수 없는 해양 동물의 뇌 활동을 측정하는 것은 매우 어렵습니다. 이런 경우에는 행동 데이터가 수면 행동을 파악하는 데 가장 좋은 단서가 됩니다."라고 말합니다.

연구자들은 동물에 표식을 부착하여 행동을 추적할 수 있습니다. 2008년 밀러의 연구에서는 향유고래( Physeter macrocephalus )에 표식을 사용하여 향유고래가 짧은 시간 동안 대양 한가운데에서 잠을 잔다는 사실을 밝혀냈습니다. 향유고래는 수면 가까이 잠수했다가 속도를 줄인 후 멈춰 서서 잠을 잡니다. 이렇게 똑바로 서서 자는 자세는 머리에 있는 부력을 가진 기름인 스페르마세티 때문인 것으로 추정됩니다.

향유고래 무리는 잠을 잘 때 머리를 수면 가까이에 든 채 유지합니다. 이때 고래들은 아무런 반응을 보이지 않는데, 이는 깊은 잠에 빠져 있음을 나타냅니다. 하지만 향유고래는 물속에서 최대 20분 정도만 잠을 잘 수 있으며, 그 후에는 숨을 쉬기 위해 수면으로 올라와야 합니다. 숨을 쉰 후에는 다시 물속으로 가라앉아 휴식을 취하는데, 이 과정을 최대 3시간 30분까지 반복할 수 있습니다.

북방코끼리물범( Mirounga angustirostris ) 또한 뇌의 양쪽 반구를 비슷한 짧은 교대로 사용하며 잠을 잡니다. 2023년 캘리포니아 대학교 샌디에이고 스크립스 해양학 연구소의 박사후 연구원인 제시카 켄달-바가 수행한 연구는 수면 중인 해양 포유류의 뇌 활동을 측정한 최초의 연구였습니다. 켄달-바와 동료 연구진은 물범이 약 300미터 깊이까지 잠수한다는 사실을 발견했습니다. 그곳에서 물범의 뇌 활동은 느려지고 렘수면(REM sleep) 상태에 들어갔습니다. 물범은 잠을 자는 동안 몸을 뒤집고 천천히 원을 그리며 회전했습니다.

코끼리물범은 포식자의 위협 때문에 바다에서 하루 총 수면 시간을 약 2시간으로 제한하며, 이는 모든 포유류 중에서 수면 시간이 가장 짧은 종에 속합니다.

안캉 ( Live Science 에 따르면)

소스 링크: https://vnexpress.net/dong-vat-co-vu-ngu-duoi-nuoc-the-nao-4713862.html