왜 어떤 동물은 겨울을 나기 위해 겨울잠을 잘까요?
곰들은 겨울잠을 잔다고 알고 있는데, 겨울잠을 자는 동안 먹을 것도 못먹고 쭉 잔다는 것이 신기하더라고요. 동물들이 겨울을 지나기 위해 동면을 하는 이유와 그 과정이 어떻게 이루어지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
동물의 동면은 겨울철 먹이부족과 저온 환경에서 생존확률을 높이기 위한
에너지 절역 전략으로, 곰은 체온이나 심박수, 대사율을 낮추고
지방을 에너지원으로 사용해서 장기간 무섭취 상태률 유지합니다.
감사합니다.
안녕하세요.
겨울잠은 단순히 잠을 오래 자는 행동이라기보다는, 혹독한 겨울 환경에서 생존 확률을 극대화하기 위해 진화한 정교한 생리 전략이라고 이해하시면 됩니다.
동물들이 동면을 하는 근본적인 이유는 겨울철에 공통적으로 나타나는 두 가지 조건, 즉 먹이의 급격한 감소와 체온 유지에 필요한 에너지 비용의 급증을 동시에 해결하기 위해서인데요, 먼저 겨울이 되면 식물의 생장이 멈추고 곤충이나 소형 동물의 활동도 크게 줄어들면서 먹이를 구하기가 매우 어려워집니다. 동시에 외부 기온이 낮아지면 체온을 일정하게 유지해야 하는 항온동물은 훨씬 더 많은 에너지를 소비하게 됩니다. 이때 평소와 같은 생활을 유지한다면, 섭취하는 에너지보다 소비하는 에너지가 더 커져 결국 생존이 어려워집니다. 그래서 일부 동물들은 활동을 줄이는 것을 넘어서, 신체 전체의 에너지 소비 구조 자체를 바꾸는 전략을 선택하게 되었고, 그 결과가 동면입니다.
또한 동면에 들어가면 가장 먼저 나타나는 변화는 대사율의 극단적인 감소인데요, 심박수와 호흡수는 평상시의 수분의 일 수준으로 떨어지고, 체온 역시 주변 환경에 가깝게 낮아집니다. 예를 들어 박쥐나 다람쥐 같은 소형 포유류는 체온이 거의 영상에 가까운 수준까지 내려가며, 세포 활동과 에너지 소모가 최소화됩니다. 이 과정에서 동물은 외부에서 먹이를 섭취하지 않고, 가을철에 미리 축적해 둔 지방을 서서히 분해하여 에너지원으로 사용합니다. 지방은 단위 질량당 에너지 밀도가 높고, 분해 과정에서 물도 생성되기 때문에 동면 중 생존에 매우 유리한 연료입니다.
곰의 경우는 흔히 겨울잠을 잔다고 표현되지만, 생리적으로는 다람쥐류의 깊은 동면과는 약간 다릅니다. 곰은 체온이 극단적으로 떨어지지는 않지만, 대사율을 크게 낮추고 수개월 동안 먹거나 마시지 않으면서도 근육과 뼈 손실을 최소화합니다. 특히 흥미로운 점은, 곰은 동면 중에도 배설을 거의 하지 않으며, 체내에서 질소 노폐물을 재활용해 단백질로 다시 합성하는 능력을 가지고 있다는 것입니다. 이는 장기간 움직이지 않고 금식해도 근육이 거의 줄지 않는 독특한 생리 적응입니다. 또한 동면이 시작되는 시점은 단순히 추워져서가 아니라, 일조량 감소, 기온 변화, 호르몬 신호가 복합적으로 작용하여 뇌의 시상하부에서 조절됩니다. 이 신호에 따라 식욕을 촉진하는 호르몬과 지방 축적이 활성화되고, 충분한 에너지를 확보한 후 점차 활동성이 줄어들며 동면 상태로 진입합니다. 봄이 되어 기온과 일조량이 다시 증가하면, 반대로 대사와 호르몬 체계가 정상 상태로 돌아오면서 서서히 각성하게 됩니다.
이때 모든 동물이 겨울잠을 자는 것은 아닙니다. 동면은 에너지 효율 면에서 유리할 때만 선택되는 전략입니다. 사슴이나 늑대처럼 겨울에도 이동하며 먹이를 찾을 수 있는 동물은 동면 대신 털의 밀도 증가, 체형 변화, 행동 반경 확대 같은 방식으로 겨울을 버팁니다. 즉, 동면은 약한 전략이 아니라, 환경 조건과 생태적 지위에 맞게 진화한 가장 효율적인 생존 방식 중 하나라고 보시면 됩니다. 감사합니다.
겨울잠은 먹이를 구하기 어려운 환경에서 살아남기 위한 에너지 절약 전략입니다.
즉, 겨울에는 열량을 얻을 먹이가 적기 때문에 활동을 멈추고 비유 하자면 몸을 저에너지 모드로 바꿔 저장된 지방만으로 버티는 것입니다. 이 과정에서 심장 박동과 호흡수를 극도로 낮추며, 체온을 주변 온도와 비슷하게 떨어뜨려 에너지 소모를 최소화합니다.
특히 곰은 다른 소형 동물과 달리 체온을 많이 낮추지 않는 얕은 잠을 자는데, 몇 달간 먹지도 배설하지도 않으면서 근육량은 그대로 유지하죠. 가을철 미리 축적해둔 체지방이 잠자는 동안 조금씩 분해되며 생명 유지에 필요한 최소한의 연료 역할을 하는 것입니다.
결론적으로 겨울잠은 살아남기 힘든 겨울 환경에 맞서기보다, 잠시 활동량을 줄여 봄을 기다리는 생물학적 적응이라 할 수 있습니다.
동물들이 겨울잠을 자는 근본적인 이유는 먹이가 부족하고 기온이 낮은 혹독한 환경에서 에너지 소모를 최소화하여 생존하기 위함입니다. 겨울철에는 식물이나 곤충 같은 먹이를 구하기 어렵기 때문에 동면 동물들은 체온을 낮추고 심장 박동수와 호흡률을 극도로 줄여 체내에 저장된 지방만으로 수개월을 버티는 저에너지 상태에 돌입합니다. 곰의 경우 완전한 가사 상태는 아니지만 체온을 평소보다 약간 낮춘 상태에서 대사율을 75퍼센트 가량 절감하며 소변을 보지 않고 노폐물을 단백질로 재활용하는 독특한 생리 현상을 통해 근육 손실 없이 긴 수면을 유지합니다. 작은 설치류들은 주변 온도에 가깝게 체온을 떨어뜨려 대사량을 더욱 극적으로 낮추기도 하며 이러한 과정은 모두 호르몬 수치 변화와 생체 시계의 조절에 의해 체계적으로 이루어집니다.