포유류는 어떻게 물속에서 잠을 자나요?

돌고래와 같은 일부 해양 포유류는 뇌의 절반을 떼어놓고 잠을 자는 반면, 향유고래는 바다에서 똑바로 서서 잠을 잔다.

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

해양 포유류가 잠을 자고 싶어도, 눈을 감고 밤을 지새울 수는 없습니다. 숨을 쉬기 위해 비행 중에 수면으로 올라와야 하기 때문입니다. 또한 Live Science 에 따르면, 포식자와 저체온증의 위험 때문에 물에 떠서 잠들 수도 없습니다.

한 가지 해결책은 뇌의 절반을 한 번에 끄는 것입니다. 단반구 수면이라고 불리는 이 수면은 돌고래와 같은 고래류가 바다에서 휴식을 취하는 방식입니다. 영국 세인트앤드루스 대학교의 생물학자 패트릭 밀러는 "단반구 수면은 이러한 동물들에게 매우 유용한데, 낮은 활동 수준을 유지하면서도 뇌의 절반을 한 번에 자는 상태를 유지할 수 있기 때문입니다."라고 말합니다.

돌고래는 이런 방식으로 잠을 잘 수 있는 해양 포유류 중 가장 많이 연구된 동물입니다. 사육 중인 돌고래의 뇌 스캔 결과, 한쪽 반구가 깊은 서파수면 상태에 있는 동안 다른 반구는 깨어 있어 한쪽 눈을 뜬 채 잠을 잘 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이러한 유형의 수면은 돌고래, 고래, 참돌고래를 포함하는 포유류 그룹인 고래류에서 흔히 볼 수 있습니다. 많은 조류 또한 비행 중 휴식을 취하기 위해 반구수면을 취합니다.

하지만 밀러는 새와 돌고래가 반뇌 수면을 다른 목적으로 사용한다고 말합니다. 예를 들어, 새 무리에서 무리 바깥쪽에 있는 많은 새들은 포식자를 경계하기 위해 무리에서 떨어진 쪽으로 눈을 뜨고 있습니다. 돌고래는 정반대입니다. 잠을 잘 때, 무리에서 떨어지지 않기 위해 무리를 바라보는 쪽으로 눈을 뜨는 경우가 많습니다.

모든 고래류가 단반구형인 것은 아닙니다. 일부 종은 인간이나 대부분의 다른 포유류처럼 뇌의 양쪽 반구가 모두 잠을 자는 양반구형 수면을 취합니다. 밀러는 "향유고래, 흰긴수염고래, 혹등고래처럼 잡을 수 없는 해양 동물의 뇌 활동을 측정하는 것은 매우 어렵습니다. 이런 경우에는 행동 데이터가 수면 행동을 보여주는 가장 좋은 단서입니다."라고 말합니다.

연구원들은 동물의 행동을 추적하기 위해 태그를 부착할 수 있습니다. 밀러의 2008년 연구는 향유고래( Physeter macrocephalus )에 태그를 부착하여 이들이 바다에서 짧은 시간 동안 잠을 잔다는 것을 보여주었습니다. 향유고래는 수면으로 올라와 속도를 줄인 후 멈춰 서서 똑바로 누워 잠을 잡니다. 이들의 똑바로 누워 자는 자세는 머리 속에 있는 경랍(spermaceti)이라는 부력성 기름 때문일 가능성이 높습니다.

수면 중에는 향유고래 무리 전체가 수면 가까이 머리를 들고 있습니다. 이 시간 동안 향유고래는 아무런 반응도 보이지 않는데, 이는 깊은 잠의 형태를 나타냅니다. 하지만 향유고래는 물속에서 20분밖에 잠을 자지 못하고, 숨을 쉬기 위해 수면 위로 올라와야 합니다. 숨을 쉬고 나면 다시 수면으로 내려와 휴식을 취하며, 최대 3시간 30분까지 이 행동을 지속할 수 있습니다.

북방코끼리물범( Mirounga angustirostris )도 마찬가지로 짧은 시간 동안 양쪽 반구를 교대로 사용하여 잠을 잡니다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고 스크립스 해양학 연구소의 박사후 연구원인 제시카 켄달-바가 2023년에 수행한 연구는 수면 중인 해양 포유류의 뇌 활동을 최초로 측정했습니다. 켄달-바와 동료들은 물범들이 약 300미터 깊이까지 잠수한다는 것을 발견했습니다. 그곳에서 물범들의 뇌 활동은 느려지고 급속 안구 운동 수면에 빠졌습니다. 그들은 계속 잠을 자면서 거꾸로 뒤집히고 느린 원을 그리며 회전했습니다.

코끼리물범은 포식자의 위험 때문에 바다에서 자는 총 시간을 하루 약 2시간으로 제한하는데, 이로 인해 모든 포유류 중에서 가장 잠을 짧게 자는 동물에 속합니다.

안캉 ( Live Science 에 따르면)

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