돌고래가 한쪽 눈을 감고 헤엄을 치고 있다? 왜 그럴까?
잘 알려진 것처럼 돌고래와 고래는 인간과 같은 포유류입니다. 그렇기 때문에 다른 물고기들과는 숨쉬는 것부터 다른데 어류들이 아가미로 호흡하는 것과는 달리 이 바닷속 포유류들은 사람처럼 폐로 호흡을 하죠. 그런 이유로 돌고래는 일정시간 물속에 있었으면 반드시 물밖으로 나와 숨을 쉬어야 합니다. 그리고 이 때문에 돌고래들은 일정시간 한쪽 눈을 감고있는다고 합니다.
아가미로 호흡하는 물고기, 모두의 과학(https://bit.ly/2HX7LD1) |
돌고래들이 한쪽 눈을 감는 이유는 돌고래들의 물속에서의 호흡 그리고 수면과 연관이 있습니다. 앞서 언급했듯이 돌고래는 포유류로서 아가미가 아닌 폐로 호흡을 하는데 그렇기 때문에 물속에서 시간을 보내다가도 일정시간이 지나면 반드시 물밖으로 나와 숨을 쉬어야 합니다. 숨을 쉴 때는 다른 동물들과 마찬가지로 코를 이용하는데 실제로 돌고래는 좌우 2개가 합쳐져 머리 앞쪽에 한개의 외비공으로 나타난 코가 있어 이곳으로 숨을 쉽니다.
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즉, 호흡을 위해 돌고래는 바다위로 올라와 이 콧구멍으로 숨을 들이쉬고 다시 바다 속으로 들어가는 것이죠. 그런데 다른 포유류들과 한가지 큰 차이점이 있는데 돌고래는 사람들 혹은 일반 동물들이 숨을 안쉬고 참을 수 있는 시간보다 훨씬 더 길게 숨을 안쉴 수 있다는 것이 바로 그것입니다.
숨쉬는 돌고래, @giphy |
이는 돌고래의 경우 동일한 양의 숨을 쉬더라도 다른 포유류보다 더 많은 양의 산소를 혈액으로 흡수할 수 있는 그들만의 특징때문인데 실제로 돌고래는 한번 숨을 들이쉴 때 평균 41%정도의 산소를 혈액으로 보낼 수 있는 반면에 다른 동물들은 그보다 훨씬 적은 양을 혈액으로 보내죠.
뿐만 아니라 호흡때 폐의 사용법도 상당히 효율적인데 돌고래의 폐용적은 일반 육지동물보다 훨씬 작은 절반정도밖에 안되지만, 폐의 활용면에서는 육지동물을 훨씬 능가합니다. 대부분의 육지동물들은 폐용량의 절반정도만을 사용하고, 한번 호흡에 10~15% 정도만 가스교환만 하는 반면 돌고래는 작은 폐를 가지고 있더라도 90% 가까이 가스교환을 할 수 있기 때문에 호흡을 상대적으로 적게 해도 괜찮은 것이죠. 이런 방법을 통해 돌고래들은 짧게는 5~7분에서 최대 15분까지 호흡없이 물속에 머물 수 있는 것입니다.
같이 놀자~, @giphy |
그러나 여전히 돌고래들은 한시간에 몇번이고 호흡을 위해 물밖으로 나와야 되는데 이는 수면을 취할 때 상당히 문제가 됩니다. 만약 돌고래가 인간처럼 수 시간 동안 죽은 듯이 잠을 잔다면, 호흡을 하지 못해 물에 빠져 죽는 일이 발생할 가능성이 높아지기 때문에 그런 것이죠. 이런 일을 방지하기 위해 돌고래는 독특한 수면법을 가지고 있는데 반구수면(hemispheric sleep)이 바로 그것입니다.
반구수면이란 뇌의 좌우 중 한쪽만 수면을 취하는 것으로 나머지 절반은 깨어있어 여전히 활발하게 활동하면서 주위를 경계하거나 필요한 일을 하는 것을 의미합니다. 그리고 이렇게 반구수면을 하기 때문에 눈도 한쪽만 감게 되는 것이죠. 잠을 자고 있는 절반의 뇌의 눈만 감기 때문에, 다른 한쪽 눈은 뜬 채로 해야할 일을 하도록 돕는 것입니다.
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실제로 돌고래들은 수면중에 있을 때 깨어있는 뇌는 헤엄을 치면서 호흡과 주변을 감시하는 역할을 하는데 24시간 동안, 각 대뇌 반구는 4시간씩 쉬는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 돌고래가 한쪽 눈을 감은 채 바닷속에 있는 것은 바로 이런 이유때문에 그런 것입니다.
