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색다른콜리160
고래는 어떻게해서 플랑크톤으로 그 큰 덩치를 유지시키는건가여?
몸이 클수록 에너지 소모가 많을텐데여,
고래는 어떻게해서 플랑크톤으로만 에너지를 충당할수잇는것인지 생명전문가의답변을통해서 알고 시퍼여?
6개의 답변이 있어요!
00보통 먹이사슬을 한 단계 거칠 때마다 80~90%의 에너지가 손실됩니다.
그래서 고래는 중단 단계를 건너뛰고 플라크톤을 직접 잡아먹으며 에너지 손실을 줄이는 것이죠. 게다가 최하위 소비자인 플랑크톤은 바다에 무한에 가깝게 엄청난 수가 존재하죠.
이런 플랑크톤을 먹는 고래는 고래수염로 바닷물 속 플랑크톤만 대량으로 걸러 먹는데, 성체 대왕고래는 하루에 약 4~6톤에 달하는 크릴을 한꺼번에 삼킵니다.
생물학적으로 몸집이 커질수록 체중당 필요한 기초대사율은 오히려 감소하는 것도 있고, 덩치가 클수록 부피 대비 표면적이 줄어들어 체온 손실과 대사 소모가 적어지기에 실제 필요한 에너지가 줄어듭니다.
또한 육상 동물과 달리 물의 부력 덕분에 거대한 몸을 지탱하는 데 드는 에너지가 거의 없습니다.
결국 고래는 먹이사슬 최하단의 풍부한 자원을 직접 쓸어 담는 효율적인 섭식 구조에 대형화로 인한 대사 효율성을 더해 지구에서 가장 큰 몸집을 유지할 수 있는 것입니다.
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채택된 답변안녕하세요. 질문해주신 것처럼 고래가 플랑크톤처럼 작은 생물을 먹으면서도 거대한 몸집을 유지할 수 있는 이유는 작은 생물이라도 엄청난 양을 한꺼번에 먹을 수 있고, 고래의 큰 몸 자체가 에너지를 매우 효율적으로 사용하는 구조이기 때문입니다.
대표적인 예가 대왕고래인데요, 대왕고래는 지구상에서 가장 큰 동물이지만 주로 크릴 같은 작은 갑각류를 먹습니다. 크릴 한 마리는 매우 작지만, 대왕고래는 입을 크게 벌려 바닷물을 엄청난 양으로 받아들인 다음 수염판을 이용해 물은 밖으로 내보내고 크릴을 걸러 먹습니다. 즉, 작은 먹이를 한두 마리씩 먹는 것이 아니라 한 번에 수천~수만 마리 이상의 먹이를 대량으로 섭취하는 방식입니다.
여기서 중요한 것은 고래의 몸집이 커질수록 반드시 먹이 요구량이 몸집만큼 똑같이 증가하지는 않는다는 점인데요, 동물의 대사율은 일반적으로 몸무게에 정비례하지 않고 몸집이 커질수록 체중 1kg당 필요한 에너지가 감소하는 경향이 있습니다. 그래서 거대한 고래는 작은 동물보다 절대적으로는 훨씬 많은 에너지를 사용하지만, 체중 1kg당 에너지 소비량은 오히려 낮습니다. 또한 고래는 물속에서 생활하기 때문에 부력의 도움을 받을 수 있습니다. 육상에서 수십 톤에 달하는 몸을 유지하려면 뼈와 근육이 중력을 계속 견뎌야 하지만, 물속에서는 부력이 몸을 지탱해 줍니다. 고래의 몸은 유선형이어서 장거리를 헤엄칠 때 에너지를 효율적으로 사용할 수 있고, 두꺼운 지방층은 단열뿐만 아니라 장기간 사용할 수 있는 에너지 저장고 역할도 합니다. 하지만 사실 모든 고래가 플랑크톤만 먹는 것은 아닙니다. 대왕고래나 혹등고래처럼 수염고래에 속하는 종들은 크릴과 작은 물고기 등을 주로 먹지만, 범고래나 향유고래처럼 이빨을 가진 고래류는 물고기나 오징어, 심지어 다른 해양 포유류까지 먹습니다. 특히 대왕고래의 경우 놀라운 점은 먹이가 풍부한 시기에 엄청나게 많이 먹고 지방을 축적한 뒤, 먹이가 부족한 시기에는 저장해 둔 에너지를 사용하는 전략입니다. 따라서 매 순간 먹이를 조금씩 먹어서 거대한 몸을 유지하는 것이 아니라, 먹이가 풍부한 장소에서 집중적으로 섭취해 에너지를 비축하는 것입니다. 감사합니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
고래가 플랑크톤만 먹는다고 해도 한 번에 먹는 양이 엄청납니다. 특히 수염고래는 큰 입과 수염판으로 바닷물을 한꺼번에 걸러 크릴 같은 동물성 플라크톤을 대량 섭취합니다. 크릴은 단백질과 지방이 풍부해 에너지밀도가 높고 먹이가 몰리는 시기에 집중적으로 먹어 지방층 저장합니다. 또한 큰 몸은 체중당 에너지 소비가 상대적으로 낮아 저장한 에너지를 효율적으로 쓰는데 유리합니다.
안녕하세요. 이조은 전문가입니다.
이건 정말 재미있는 생물학적 역설입니다. “저렇게 거대한 몸이 작은 플랑크톤 몇 마리 먹어서 되나?” 싶은데, 고래는 인간과 완전히 다른 방식으로 식사를 합니다. 핵심은 플랑크톤 하나하나는 작지만, 고래는 그것을 엄청난 양으로 한꺼번에 먹고, 큰 몸 자체가 에너지 효율을 높여준다는 것입니다.
1. 사실 고래가 먹는 것은 '플랑크톤 몇 마리'가 아닙니다
대표적인 대왕고래를 생각해보겠습니다.
대왕고래는 주로 크릴 같은 작은 갑각류를 먹습니다. 크릴 하나는 몇 cm 정도밖에 안 되지만, 고래는 이것을 수천~수만 마리씩 한꺼번에 입 안으로 들이마십니다.
그리고 고래수염으로 물을 걸러내면서 크릴만 남겨 먹습니다.
즉, 크릴 1마리 = 에너지 아주 적음
크릴 엄청난 양 = 고래에게는 엄청난 에너지
입니다.
대왕고래가 하루에 먹는 먹이의 양은 조건에 따라 상당히 달라지지만, 먹이가 풍부한 시기에는 수 톤에 달하는 크릴을 먹을 수 있습니다.
2. 그런데 더 놀라운 건 "큰 몸이 오히려 유리하다"는 것입니다
이론적으로 몸집이 커지면 에너지 소비도 증가합니다.
그런데 에너지 소비는 몸무게에 정확히 비례해서 증가하지 않습니다.
동물의 기초적인 에너지 소비량은 대체로 체중보다 느리게 증가합니다.
이 때문에 큰 동물일수록 체중 1kg당 필요한 에너지는 오히려 적어집니다.
이걸 흔히 체격이 커질수록 나타나는 대사율의 상대적 감소, 즉 대사 스케일링이라고 합니다.
코끼리와 생쥐를 비교하면 이해하기 쉽습니다
코끼리는 생쥐보다 엄청나게 큽니다.
그렇다고 코끼리 한 마리가 생쥐 수천 마리의 체중만큼 정확히 에너지를 소비하는 것은 아닙니다.
큰 동물은 체중 1kg당 에너지 소비량이 작은 동물보다 낮습니다.
고래도 이 원리의 극단적인 사례라고 볼 수 있습니다.
그래서 역설적으로,
"너무 커서 먹이를 많이 먹어야 한다"와 동시에
"너무 커서 체중당 에너지 소비가 적다"가 동시에 성립합니다.
3. 고래는 움직일 때도 엄청나게 효율적입니다
고래는 물속에서 움직이는 동물인데도 몸의 형태가 굉장히 효율적입니다.
유선형의 몸을 가지고 있고, 꼬리지느러미를 이용해 추진력을 만듭니다.
그리고 고래는 항상 빠르게 헤엄치지 않습니다.
느릿느릿 이동하다가 먹이가 밀집된 곳을 찾으면 엄청난 양을 먹고, 다시 이동합니다.
특히 대왕고래 같은 여과섭식 고래는 먹이가 적은 곳에서 계속 사냥하는 게 아니라,
크릴이 엄청나게 밀집되어 있는 곳을 찾아가서 집중적으로 먹습니다.
4. 그리고 고래에게는 "한꺼번에 먹어치우는 기술"이 있습니다
대왕고래의 입은 사실상 거대한 그물처럼 작동합니다.
먹이와 함께 엄청난 양의 물을 입 안에 넣습니다.
그다음 입을 닫고 혀를 이용해 물을 밀어냅니다.
고래수염이 물은 통과시키면서 크릴은 걸러냅니다.
그러니까 인간으로 비유하면, 바닷물을 한 컵씩 마시는 게 아니라 수영장 하나를 입에 넣고 그 안의 새우만 걸러 먹는 것에 가깝습니다.
5. 사실 "플랑크톤만 먹는데 왜 그렇게 큰가?"에는 진화적인 이유도 있습니다
고래의 조상은 지금처럼 거대한 동물이 아니었습니다. 그런데 바다에는 특정 지역과 계절에 엄청나게 밀집된 먹이 자원이 존재합니다.
특히 크릴처럼 작은 먹이가 특정 시기에 폭발적으로 증가합니다.
이런 먹이를 효율적으로 먹을 수 있는 동물이라면, 큰 몸 + 큰 입 + 여과섭식이라는 전략이 굉장히 유리해집니다.
몸이 커지면 이동 범위가 커지고, 큰 입으로 한 번에 더 많은 먹이를 걸러낼 수 있기 때문입니다.
결국 수백만 년 동안
작은 먹이를 대량으로 먹는 능력이 큰 몸을 만들었고 그래서 더 많은 먹이를 한 번에 처리할 수 있게 되고 더 큰 몸을 갖게 되는 방향으로 진화가 진행될 수 있었습니다.
6. 그래서 대왕고래가 지구 역사상 가장 큰 동물이 될 수 있었습니다
대왕고래는 지금까지 지구상에 존재했던 동물 가운데 가장 큰 동물로 알려져 있습니다.
공룡보다도 큽니다.
그리고 마지막으로 아주 중요한 비밀이 하나 있습니다
고래가 1년 내내 플랑크톤을 엄청나게 먹으면서 살아가는 것은 아닙니다.
대왕고래를 비롯한 많은 수염고래는 먹이가 풍부한 고위도 지역에서 집중적으로 먹이를 먹고, 번식기에는 먹이가 상대적으로 적은 따뜻한 바다로 이동합니다.
즉, 여름: "먹을 수 있을 때 미친 듯이 먹는다.", 겨울: "저장해 둔 지방으로 버틴다."에 가깝습니다. 고래 몸에 엄청난 양의 지방층(블러버)이 있는 이유도 여기에 있습니다.
따라서 고래의 생존 전략은 "엄청난 양의 작은 먹이를 매우 효율적으로 수확하고, 거대한 몸의 에너지 효율을 이용하며, 풍부한 계절에 지방을 축적해 부족한 시기를 버틴다."라고 보는 것이 정확합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
수염고래는 키릴같ㅇ느 동물성 플랑크톤이 밀집한 곳에서 한번에 막대한 양을 여과해 먹고,
큰 몸집일수록 체중 대비 에너지 소비율이 낮아 이러한 먹이만으로도 거대한 몸을 유지할 수 있습니다.
감사합니다.
안녕하세요, 색다른콜리님. 이중철 전문가입니다.
먼저, 고래가 작은 플랑크톤이나 크릴만 먹고도 거대한 덩치를 유지할 수 있는 이유는 몸집이 커질수록 단위 체중당 에너지 소모량이 줄어드는 대사 효율성과, 먹이사슬 하위 단계의 막대한 에너지를 수염판으로 한 번에 수 톤씩 쓸어 담는 특화된 여과 섭식 덕분이랍니다.
■ 거대한 몸집이 만들어내는 높은 대사 효율성
생물학에는 동물의 몸집이 커질수록 부피 대비 표면적이 줄어 체온 손실이 적어지고 기초대사율이 낮아진다는 척도 법칙(클라이버의 법칙)이 작용해요. 고래의 체중 1그램당 소모하는 에너지는 사람이나 작은 포유류보다 훨씬 적거든요. 따라서 고래는 거대한 덩치에 비해 하루에 체중 대비 적은 비율의 칼로리만으로도 체온과 생명을 유지할 수 있는 것이랍니다.
■ 먹이사슬 하위 단계 섭취를 통한 막대한 에너지 보존
생태계 먹이사슬은 단계를 거쳐 위로 올라갈 때마다 약 90퍼센트의 에너지가 열로 소실되고 오직 10퍼센트 정도만 다음 포식자에게 전달됩니다. 만약에, 고래가 상위 포식자인 큰 물고기를 사냥한다면 먹이사슬을 거치며 대부분 사라진 소량의 에너지만 얻게 되는 반면에 식물 플랑크톤을 먹는 동물 플랑크톤과 크릴은 1차 소비자로, 생태계에서 가장 막대한 생체량과 에너지를 직접 품고 있어 중간 손실 없이 풍부한 칼로리를 흡수할 수 있습니다.
■ 고래수염을 이용한 대량 여과 섭식의 압도적 효율성
대왕고래 같은 수염고래류는 이빨 대신 빗 모양의 케라틴 수염판을 이용해 한 번에 수십 톤의 바닷물과 크릴 떼를 입안 가득 삼킨 뒤 물만 빼내고 먹이를 걸러 먹어요. 고래는 먹이철에 하루 3톤에서 4톤에 달하는 수백만 킬로칼로리를 섭취하는데요. 빠른 물고기를 일일이 쫓아다니며 에너지를 낭비하는 것보다, 빽빽하게 뭉쳐 있는 플랑크톤 떼를 통째로 집어삼키는 것이 섭취 에너지 대비 사냥에 드는 소모 열량을 획기적으로 줄여준답니다.
정리하자면,
고래는 몸이 커질수록 단위 체중당 에너지 소모가 적어지는 생체 대사 이점을 지니며, 에너지 손실이 가장 적은 먹이사슬 하위 단계의 플랑크톤 떼를 수염판으로 하루 수 톤씩 대량 포식하는 고효율 섭식 방식을 진화시켰기 때문에 작은 플랑크톤만으로도 거대한 체구를 거뜬히 유지할 수 있답니다.
※ 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.😉