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 누워 잠을 잡니다. 사진: 프랑코 반피

고래류는 잠을 자고 싶어도 밤에 눈을 감고 잠이 들 수는 없습니다. 왜냐하면 비행 중에 공기를 마시기 위해 수면 위로 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. 반구 수면이라고 불리는 이 수면은 돌고래와 같은 고래류가 바다에서 휴식을 취하는 방식입니다. 영국 세인트앤드루스 대학교의 생물학자 패트릭 밀러는 "반구 수면은 이러한 동물들에게 매우 유용한데, 낮은 활동 수준을 유지하면서도 뇌의 절반을 한 번에 자는 것이 가능하기 때문입니다."라고 말합니다.

돌고래는 이런 수면을 취하는 것으로 알려진 고래류 중 가장 많이 연구된 동물입니다. 사육된 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 수면 패턴은 돌고래, 고래, 참돌고래를 포함하는 포유류인 고래류에서 흔히 나타납니다. 많은 새들도 비행 중 휴식을 취하기 위해 반구수면을 취합니다.

하지만 밀러에 따르면, 새와 돌고래는 서로 다른 이유로 반뇌 수면을 취합니다. 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 향한 쪽으로 눈을 뜨는 경우가 많습니다.

모든 고래류가 단반구 수면을 취하는 것은 아닙니다. 어떤 고래류는 인간이나 대부분의 다른 포유류처럼 뇌의 양쪽 반구가 모두 수면을 취하는 쌍반구 수면을 취합니다. 밀러는 "향유고래, 흰긴수염고래, 혹등고래처럼 측정할 수 없는 해양 동물의 뇌 활동을 측정하는 것은 매우 어렵습니다. 이런 경우에는 행동 데이터가 수면 행동을 보여주는 가장 좋은 단서입니다."라고 말합니다.

연구자들은 동물에 태그를 달아 행동을 추적할 수 있습니다. 밀러의 2008년 연구는 향유고래( Physeter macrocephalus )에 태그를 사용하여 이들이 바다 한가운데서 짧은 시간 동안 잠을 잔다는 것을 보여주었습니다. 향유고래는 수면 가까이 잠수하여 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 일종의 깊은 잠에 빠져 있음을 나타냅니다. 하지만 향유고래는 물속에서 20분밖에 잠을 자지 못하고, 그 후 수면 위로 올라와 숨을 쉬어야 합니다. 숨을 쉬고 나면 다시 물속으로 가라앉아 더 오랫동안 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 물범이 약 300미터 깊이까지 잠수한다는 것을 발견했습니다. 그곳에서 물범의 뇌 활동은 느려지고 급속 안구 운동 수면에 진입했습니다. 물범은 계속 잠을 자면서 거꾸로 뒤집히고 느린 원을 그리며 회전했습니다.

포식자로부터 위협을 받기 때문에 코끼리물범은 바다에서 하루 총 수면 시간을 약 2시간으로 제한하며, 이는 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