안녕하세요. 네, 달걀은 겉으로 보면 단단한 석회질 껍데기로 완전히 밀폐된 것처럼 보이지만, 실제로는 병아리가 자라면서 산소를 공급받고 이산화탄소를 배출할 수 있도록 만들어진 일종의 ‘생물학적 호흡 시스템을 갖추고 있습니다.
달걀 껍데기에는 눈으로 쉽게 확인하기 어려운 수천 개의 미세한 기공이 존재하는데요, 이 기공은 껍데기를 완전히 관통하는 작은 통로 역할을 하며, 바깥의 공기와 달걀 내부를 연결합니다. 산소와 이산화탄소 같은 기체는 이 통로를 통해 농도 차이에 따른 확산으로 이동합니다. 즉 병아리가 산소를 적극적으로 빨아들이는 것이 아니라, 병아리의 세포 호흡으로 달걀 내부의 산소 농도가 낮아지면서 바깥쪽의 산소가 자연스럽게 안으로 확산되고, 반대로 병아리가 만들어낸 이산화탄소는 내부 농도가 높아지면서 바깥으로 확산되는 것입니다.
그런데 산소가 껍데기의 작은 구멍을 통과했다고 해서 바로 병아리의 몸속으로 들어가는 것은 아닌데요, 달걀 안에는 난각막과 공기주머니, 그리고 혈관이 발달한 배아막이 중요한 역할을 합니다. 병아리가 자라면서 배아를 둘러싼 막 중 하나인 요막이 크게 발달하고 여기에 많은 혈관이 형성됩니다. 이 혈관망이 사실상 병아리의 초기 호흡기관 역할을 합니다. 껍데기를 통과한 산소는 배아막 주변으로 이동하고, 그곳에서 혈액으로 확산되어 혈관을 통해 병아리의 몸으로 전달됩니다. 동시에 병아리의 혈액에서 나온 이산화탄소는 반대 방향으로 이동해 달걀 껍데기의 기공을 통해 바깥으로 빠져나갑니다. 달걀 내부에 있는 공기주머니도 중요한 역할을 하는데요, 원래 알을 낳은 직후에는 내용물이 비교적 꽉 차 있지만 식으면서 내부의 내용물이 수축하기 때문에 껍데기와 난각막 사이, 특히 둥근 쪽 끝에 작은 공간이 만들어집니다. 이것이 공기주머니입니다. 부화가 가까워지면 병아리는 먼저 부리로 이 공기주머니를 뚫는데, 이를 내부 파각이라고 합니다. 이때부터 병아리는 껍데기 바깥의 공기뿐만 아니라 공기주머니에 들어 있는 공기를 직접 이용할 수 있게 됩니다. 이 단계가 중요한 이유는 부화 직전의 병아리가 산소를 훨씬 많이 필요로 하기 때문인데요, 병아리가 알 속에서 성장하는 동안에는 몸집과 대사량이 계속 증가하기 때문에 산소 소비량도 점점 커집니다. 따라서 부화가 가까워질수록 껍데기의 기공과 혈관이 발달한 배아막을 통한 기체 교환이 매우 중요해집니다. 병아리가 공기주머니에 부리를 넣고 처음으로 폐호흡을 시작하면서 마지막 부화 과정에 필요한 산소를 직접 얻기 시작합니다. 그리고 병아리가 알을 깨고 나오는 순간에는 또 한 번 큰 변화가 일어나는데요, 알 속에서는 주로 배아막의 혈관을 이용한 가스 교환에 의존했지만, 부화하면서는 본격적으로 폐를 이용한 호흡으로 전환됩니다. 부화 직전에는 폐가 기능을 시작하고, 병아리가 껍데기를 완전히 빠져나온 뒤에는 공기 중의 산소를 폐로 들이마시는 정상적인 호흡이 주된 방식이 됩니다. 감사합니다.