체온을 조절하는 이상한 동물들

Source: Ars Technica

번역을 진행하려면 번역하고자 하는 전체 텍스트를 제공해 주시겠어요? 텍스트를 주시면 요청하신 대로 한국어로 번역해 드리겠습니다.

소개

일부 생물은 내부 온도를 크게 변화시켜 폭풍, 홍수 및 포식자를 견뎌낼 수 있습니다.

![Image: An edible dormouse]
크레딧: DeAgostini / Getty Images

극한 열에 대한 초기 실험

1774년, 영국의 의사‑과학자 Charles Blagden은 동료 의사로부터 특이한 초대를 받았다: “그 어느 살아있는 생물이 견딜 수 있다고 여겨졌던 것보다 더 뜨거운 작은 방에 머무는 것”이라고 그는 적었다.

Blagden은 자기 자신에 대한 실험 기회에 크게 기뻐했다. 방의 온도가 200 °F (≈ 93 °C)에 가까워짐에도 불구하고 자신의 체온은 98 °F (≈ 37 °C)로 유지되는 것을 놀라워했다.

항온성 vs. 이종온성

오늘날, 항온성이라고 불리는 안정된 체온을 유지하는 능력은 수많은 포유류와 조류 종들 사이에서 존재하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 눈에 띄는 예외도 존재합니다. 지방꼬리 왜가리는 하루 동안 체온을 거의 45 °F(25 °C)까지 변동시킬 수 있습니다.

점점 늘어나는 연구 결과는 훨씬 더 많은 동물들이 이종온성을 사용하여 몇 분, 몇 시간, 혹은 몇 주 동안 체온을 변화시킨다는 것을 시사합니다. 이러한 유연성은 그들이 다양한 위험을 견디는 데 도움이 될 수 있습니다.

“우리는 항온동물이기 때문에 모든 포유류가 우리와 같은 방식으로 작동한다고 가정합니다,”라고 메인 대학교의 포유류 생태생리학자 Danielle Levesque가 말합니다. “하지만 최근 몇 년간 기술이 향상되어 연구자들이 야생에서 작은 동물들과 그들의 대사를 더 쉽게 추적할 수 있게 되면서, 우리는 훨씬 더 많은 이상 현상을 발견하기 시작했습니다.”

동면과 토퍼

가장 극단적이며 잘 알려진 이종온성 형태는 고전적 동면(see Knowable Magazine, 2022)이다. 동물들은 깊은 토퍼의 장기간에 들어가 신진대사를 늦추고 체온을 빙점 바로 위까지 낮춘다.

동면은 스펙트럼의 한쪽 끝에 불과하다. 많은 포유류는 얕은 토퍼라는 짧은 기간을 활용할 수 있는데, 이는 신진대사와 체온이 더 적게 감소하는 것으로 정의되며, 토퍼가 이전에 생각했던 것보다 더 많은 기능을 수행한다는 것을 시사한다.

“매우 복잡합니다,” 라고 비교생리학자 Fritz Geiser of the University of New England in Australia가 말한다. “정온성보다 훨씬 더 흥미롭습니다.”

박쥐의 토퍼

호주 동부 장귀박쥐는 일일 날씨 변화에 따라 토퍼 사용을 조절합니다. 박쥐 생물학자 Mari Aas Fjelldal 은 37마리의 자유롭게 활동하는 박쥐에게 작은 송신기를 부착해 피부 온도를 측정했습니다.

• 박쥐는 추울수록 토퍼 상태에 더 오래 머물렀습니다.
• 비와 바람 속도가 증가할수록 토퍼에 빠지는 빈도가 높아졌는데, 이는 바람과 비가 비행에 큰 에너지를 요구하고 곤충의 가용성을 감소시키기 때문입니다.

예측할 수 없는 봄 폭풍 중에 임신한 회색박쥐가 토퍼에 들어가는 사례가 보고되었으며, 이는 임신을 사실상 일시 정지시키는 효과가 있습니다.

“그들은 어느 정도 언제 출산할지를 실제로 결정할 수 있다는 뜻이며,” 라고 Fjelldal 은 말합니다, “봄에 환경이 꽤 혹독할 수 있는 상황에서 정말 유용합니다.”

Other Species Using Torpor

• Sugar gliders는 드물게 토포를 사용하지만 큰 기상 비상 상황에서는 사용한다. Category 1 사이클론(≈100 km h⁻¹ 풍속, 강수량 9.5 cm) 동안 많은 개체가 토포에 들어가 체온을 94.1 °F (34.5 °C)에서 약 66 °F (19 °C)로 낮추었다 (Geiser et al., Scientific Reports).
• golden spiny mouse는 실험실 침수 사고 후 며칠에 걸친 토포 기간을 보였으며, 체온이 약 75 °F (24 °C)까지 떨어졌다 (Flood‑induced multiday torpor in golden spiny mice).
• edible dormouse는 야행성 부엉이 포식자를 피하기 위해 초여름에 장기간 토포에 들어간다 (Spring torpor study).
• Fjelldal’s 박쥐는 달의 위상에 따라 토포를 조절하며, 포식자에게 더 잘 보이는 보름달일 때 더 오래 토포 상태를 유지한다 (Moon‑phase torpor study).
• fat‑tailed dunnart는 육식성 유대류로서 위험도가 높은(덮개가 적은) 환경에서 체온 변동이 더 크고觅食이 감소한다 (Study).

이종온성 및 기후 적응

Levesque는 작은 온도 변화조차도 물과 에너지를 절약할 수 있다고 지적합니다. 더운 날씨에서는 증발 냉각이 작은 포유류를 빠르게 탈수시킬 수 있어, 토퍼가 유용한 전략이 됩니다.

• 마다가스카르의 잎코 박쥐는 몇 분에서 몇 시간까지 지속되는 짧은 토퍼를 이용해 신진대사를 정상의 <25 % 수준으로 낮추고, 체온을 최대 109.2 °F (42.9 °C)까지 올릴 수 있습니다 (Source).
• 링테일 포섬은 모의 폭염 동안 체온을 약 3 °C (5.4 °F) 상승시켜, 시간당 약 10 g의 물을 절약한 것으로 추정됩니다 (Source).

생리생태학자 Liam McGuire(워털루 대학)는 이종온성이 환경 변동성에 대한 완충 역할을 제공하지만, 급속한 기후 변화를 완전히 상쇄하지는 못할 수 있다고 강조합니다.

역사적 관점

Blagden은 인간이 극한의 더위 속에서도 일정한 체온을 유지하고 심지어 “냉기 생성”까지 할 수 있는 능력에 감탄했습니다. 현대 연구는 이제 유연한 체온 조절이 많은 포유류의 생존에 핵심이라는 것을 인식하고 있습니다.

This story originally appeared at Knowable Magazine.

Knowable Magazine는 학술 작업의 실제 세계적 의미를 저널리즘적 시각으로 탐구합니다.

33 댓글