왜 새들은 겨울에도 발이 얼지 않고 전봇대에 잘 앉아 있나요?
안녕하세요. 겨울철에는 기온이 영하로 떨어지는데요, 왜 새들은 겨울에도 털이 없는 발이 얼지 않고 전봇대에 잘 앉아 있을 수 있는 것인가요?
새의 발이 겨울에 얼지 않는 가장 큰 이유는 역류 열 교환 시스템 때문입니다.
새 다리에는 심장에서 내려가는 따뜻한 동맥과 발에서 돌아오는 차가운 정맥이 촘촘하게 얽혀 있습니다. 그래서 동맥은 발에 도달하기 전 정맥에게 많은 열을 미리 전달하는데 이로 인해 발의 온도는 외부 온도와 비슷하게 낮게 유지됩니다.
발 온도가 낮으면 외부로 빼앗기는 열 자체가 적어지기 때문에 몸의 핵심 체온을 유지할 수 있는 것이죠.
게다가 새의 발은 근육이 적고 힘줄 위주여서 필요한 혈액과 에너지가 적습니다. 그래서 발에 많은 양의 따뜻한 피를 공급할 필요가 없다는 의미이고 동상에 걸릴 위험 또한 줄어들게 되죠.
새들의 발이 얼지 않는 핵심 원리는 원앙그물이라 불리는 정맥과 동맥의 열 교환 시스템 덕분입니다. 심장에서 발로 내려가는 따뜻한 동맥혈이 발에서 몸으로 올라오는 차가운 정맥혈에 열을 전달하여 발의 온도를 외부 기온과 비슷하게 낮춤으로써 열 손실을 최소화하고 차가운 피가 심장으로 바로 유입되는 것을 방지하는 생물학적 메커니즘이 작동합니다. 또한 새의 발은 근육이 거의 없고 뼈와 힘줄로 이루어져 있어 동상에 강한 구조이며 혈액 순환 속도가 빨라 영하의 기온에서도 조직이 얼지 않고 기능을 유지할 수 있습니다.
안녕하세요.
질문주신 것처럼 겨울에 전봇대나 나뭇가지에 앉아 있는 새들의 발이 얼지 않는 이유는 새의 다리에는 ‘열교환 장치’가 있기 때문인데요, 새의 다리에는 따뜻한 동맥혈이 내려가고 차가워진 정맥혈이 올라오는 구조가 서로 밀착되어 흐릅니다. 이렇게 되면 내려가는 따뜻한 혈액은 올라오는 차가운 혈액을 데워주고 올라오는 차가운 혈액은 내려가는 혈액을 미리 식혀줍니다. 결과적으로 다리 끝으로 가는 혈액 온도는 이미 많이 낮아져 있어서 외부의 차가운 공기나 금속과 닿아도 큰 열손실이 일어나지 않는 것이며 즉, 발 자체는 사람 기준으로 보면 거의 차갑게 유지되기 때문에 얼어붙을 위험이 크게 줄어듭니다. 이 구조는 펭귄, 물새, 독수리 같은 극한 환경의 새들에서도 공통적으로 발견되는 특징입니다.
또한 사람의 손과 발은 근육과 조직이 많아 차가워지면 기능 손실이나 동상이 쉽게 옵니다. 하지만 새의 다리는 근육이 거의 없고 대부분 가벼운 뼈, 힘줄, 인대 구조이며 혈액 공급량도 최소화되어 있기 때문에 따라서 조직 손상이 일어날 만한 열량을 많이 필요로 하지 않기 때문에 다리가 얼어붙기 어려운 구조입니다. 감사합니다.