학문
내내협력적인스컹크
북극곰의 털은 왜 하얗게 보이는데 실제로는 투명하다고 하나요?
북극곰 톨이 하양게 보이지만 실제로는 색소가 없는 투명한 털이라고 들었는데, 색이 없는 털이 어떻게 하얗게 보이는 건지 피부는 검은색이라는 것도 궁금합니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 북극곰의 털은 사람의 머리카락처럼 멜라닌 색소가 들어 있어 흰색인 것이 아니라, 색소가 거의 없는 투명하거나 반투명한 털이지만 빛의 산란으로 인해 우리 눈에는 하얗게 보입니다. 북극곰의 털 하나하나는 속이 비어 있거나 미세한 구조를 가진 투명한 케라틴 섬유에 가까운데요, 햇빛이 이런 털에 들어오면 털 내부와 주변의 공기 사이에서 빛이 여러 방향으로 산란됩니다. 특히 가시광선의 여러 파장이 뒤섞여 우리 눈에 들어오기 때문에 전체적으로 밝은 흰색으로 인식되는 것이며, 이는 눈이 흰색으로 보이는 것과 비슷한 원리라고 생각하시면 됩니다. 또한 눈이나 얼음도 물 자체에는 특별한 흰색 색소가 없지만, 내부의 작은 얼음 결정과 공기층에서 빛이 여러 방향으로 산란되면서 하얗게 보입니다.
북극곰의 피부는 검은색인데요, 검은 피부는 햇빛의 에너지를 흡수하는 데 유리할 수 있습니다. 북극곰의 털은 매우 촘촘하고 두꺼워서 외부의 찬 공기를 차단하는 단열재 역할을 하는데, 피부 자체는 검은색이기 때문에 털 사이로 들어온 햇빛을 흡수할 수 있습니다. 또한 북극곰의 털은 단순히 흰색으로 보이는 것뿐만 아니라 털 사이에 공기를 가두어 열 손실을 줄이는 역할도 하는데요, 따라서 북극곰의 몸은 검은 피부와 매우 조밀한 털, 두꺼운 피하지방이라는 조합으로 극한의 추위에 적응한 것입니다. 감사합니다.
채택 보상으로 616베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
북극곰의 털은 실제로는 투명에 가까운 무색 털입니다. 털 내부의 빈 공간과 여러 겹의 구조가 빛을 여러 방향으로 산란시키면서 사람 눈에는 흰색으로 보입니다. 마치 눈이 하얗게 보이는 원리와 비슷합니다 .피부가 검은 이유는 햇빛의 열을 더 잘 흡수 하기 위해서이며 두꺼운 털과 검은 피부가 함께 체온 유지에 도움이 됩니다.
말씀하신 것처럼 북극곰의 털에는 색소가 없이 속이 텅 빈 빨대모양의 투명한 관 구조가 맞습니다.
이러한 투명한 털 표면과 내부 공기층에서 빛이 사방으로 산란하면서 우리 눈에 하얗게 보이는 것입니다.
그리고 이 흰색 착시 덕분에 눈밭 속에서 천적이나 먹잇감의 눈을 속일 수 있는 것입니다.
그리고 털 아래 진짜 피부는 빛과 열을 가장 잘 흡수하는 검은색이 맞습니다.
투명한 털을 통과한 태양 빛과 열을 검은 피부가 스펀지처럼 흡수하여 체온을 올리게 하고, 털 속의 빈 공기층은 흡수한 열이 밖으로 빠져나가지 못하게 막는 단열재 역할을 하는 것입니다.
안녕하세요, 내내협력적인스컹크님. 이중철 전문가입니다.
우선, 북극곰의 털이 실제로는 색소가 거의 없는 투명한 형태임에도 하양게 보이는 이유는 털 내부의 공기층 구조로 인해 빛이 모든 방향으로 흩어지는 산란 현상이 일어나기 때문이며, 검은색 피부는 태양열을 최대한 많이 흡수하여 추운 북극 환경에서 체온을 유지하기 위한 생물학적 진화의 결과랍니다.
■ 투명한 털과 빛의 빛 산란 현상의 과학적 원리는..
북극곰의 털 한 가닥을 잘라 단면을 전자현미경으로 관찰해 보면 멜라닌 같은 색소가 전혀 들어있지 않은 빨대 모양의 투명한 중공 구조(내부가 비어 있는 구조)로 이루어져 있는데요. 투명한 털의 중심부에는 작은 공기 주머니들이 빼곡하게 들어차 있습니다. 태양빛이 이 투명한 털과 공기층을 통과할 때 빛이 어느 한 방향으로 꺾이지 않고 온갖 방향으로 반사되고 꺾이는 난반사(빛의 산란) 현상이 발생해요. 눈 결정이나 얼음 가루, 비누 거품이 투명함에도 빛이 사방으로 흩어지면서 우리 눈에 하얗게 보이는 것과 똑같은 원리랍니다. 이 투명한 털은 북극의 하얀 눈과 얼음밭 속에서 완벽한 위장색 역할을 해주게 됩니다.
■ 검은색 피부와 태양열 흡수의 생물학적 메커니즘
하얀 털 아래 숨겨진 북극곰의 피부를 살펴보면 털색과 완전히 대비되는 짙은 검은색을 띠고 있는데요. 검은색은 모든 색상 중에서 빛과 열을 가장 잘 흡수하는 물리적 특성을 가집니다. 북극의 극심한 추위 속에서 북극곰이 생존하려면 아주 적은 양의 태양열도 놓치지 않고 끌어모아야 하는데요. 북극곰의 투명하고 비어있는 털은 태양의 가시광선과 적외선을 피부까지 통과시키는 일종의 광섬유 역할을 하며, 털을 통과하여 도달한 빛과 열을 검은색 피부가 효과적으로 흡수하여 몸을 따뜻하게 유지하게 된답니다.
■ 중공 구조 털(속이 비어 있는 관 형태의 털)과 지방층의 뛰어난 단열 효과
북극곰의 투명한 털은 열 흡수뿐만 아니라 체온이 밖으로 빼앗기는 것을 막아주는 완벽한 보온재 역할까지 수행합니다.
털 내부가 뚫려있는 빈 공간에 들어찬 공기는 외부의 차가운 공기를 차단하고 내부 체온을 가두는 훌륭한 공기 단열층을 형성합니다. 여기에 더해 피부 아래에 최대 10센티미터에 달하는 두꺼운 지방층이 형성되어 있어 극지방의 강추위와 차가운 바닷속에서도 체온을 일정하게 유지할 수 있습니다. 북극곰은 이 이중 보온 시스템 덕분에 열 손실이 거의 없어 적외선 카메라로 촬영해도 체온이 밖으로 잘 검출되지 않을 정도랍니다.
정리하자면,
북극곰의 털은 색소가 없는 투명한 빨대 구조로 되어 있어 빛이 사방으로 흩어지는 난반사 현상 때문에 우리 눈에 하얗게 보이는 것이며, 털 아래의 검은색 피부는 투명한 털을 통과해 들어온 태양열을 최대한 흡수하여 극지방에서 체온을 유지하도록 진화한 과학적 결과랍니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
북극곰의 털이 하얗게 보이는 이유는 색소가 없는 투명한 털의 내부가 비어 있는 중공 구조로 되어 있어 햇빛이 들어왔을 때 사방으로 반사되는 난반사 현상이 일어나기 때문이며, 피부가 검은색인 것은 햇빛을 효과적으로 흡수하여 체온을 유지하고 열 손실을 방지하기 위함입니다.