겨울잠 자는 동물들은 어떻게 그 긴시간을 안깨고 자나요?
인간은 매일마다 자고 일어나는 생활을 하지만 동물 중에서는 긴 시간을 자는 동물들이 있습니다. 그렇다면 겨울잠 자는 동물들은 어떻게 그 긴시간을 안깨고 자나요?
안녕하세요.
모든 동물들이 겨울잠을 자는 것은 아니지만 일부 동물들은 겨울잠을 자는 것으로 알려져 있는데요, 겨울잠은 우리가 말하는 잠이 아니라, 뇌와 호르몬, 대사 전체를 저전력 모드로 전환한 가역적 생리 억제 상태입니다.
겨울잠에 들어간 동물은 시상하부를 중심으로 한 뇌의 조절 체계가 전환되면서, 체온·대사·신경 흥분성을 동시에 극단적으로 낮추는데요 체온은 종에 따라 섭씨 1~5도까지 떨어지거나, 외부 온도와 거의 비슷해질 정도로 낮아집니다. 체온이 떨어지면 효소 반응 속도와 신경 전달 속도 자체가 느려지기 때문에, 뇌가 외부 자극을 각성 신호로 해석하지 못하는 상태가 됩니다. 이때 겨울잠 동물은 에너지 소비를 평소의 1~5% 수준으로 줄이는데요, 심박수는 분당 수백 회에서 수 회 수준으로 떨어지고, 호흡은 몇 분에 한 번만 하기도 합니다. 이렇게 되면 뇌가 깨어 있기 위해 필요한 포도당과 산소 요구량 자체가 거의 사라지므로, 각성을 유지할 생리적 이유가 없어집니다.
또한 겨울잠 동물도 완전히 몇 달 내내 한 번도 안 깨는 것은 아닌데요, 실제로 다람쥐나 박쥐 같은 동물은 겨울잠 중에도 주기적으로 매우 짧은 각성을 겪습니다. 다만 이 각성은 몇 시간 이내로 끝나며, 외부 활동이나 먹이 섭취로 이어지지 않고 다시 바로 겨울잠 상태로 돌아갑니다. 이는 신경계 유지, 면역 조절, 노폐물 제거 등을 위한 점검 과정으로 보입니다. 감사합니다.
겨울잠을 자는 동물들은 체온을 대기 온도에 가까울 정도로 낮추고 심장 박동과 호흡수를 극단적으로 줄여 에너지 소비를 평상시의 수 퍼센트 수준으로 최소화하기 때문에 긴 시간을 버틸 수 있습니다. 가을 동안 몸속에 비축한 다량의 지방을 조금씩 분해하여 생존에 필요한 최소한의 에너지를 얻으며 외부 자극에 반응하지 않는 깊은 동면 상태를 유지하여 불필요한 활동을 원천 차단합니다. 포유류의 경우 뇌파 활동조차 억제되어 수면 중 각성 주기가 매우 길어지며 체내 대사 과정에서 발생하는 노폐물 생성을 억제하거나 재흡수하는 특수한 생리적 기전을 활용하여 배설이나 섭취를 위해 깨어날 필요가 없는 상태를 유지합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
겨울잠에 들어가면 신체를 마치
저전력모드로 바꾸는것처럼 변화하는데,
심박수를 낮추고 뇌활동을 최소한으로하며
에너지사용량이 매우 줄어듭니다.
겨울직전에 매우많이 비축한 지방을
서서히 태우면서 겨울한시즌을 보내게됩니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
겨울잠을 자는 동물들이 동면상태에 접어들면
일단 신체의 기능과 대사율을 극도로낮춰
에너지소모를 적게만듭니다.
이후 비축해둔 지방들을 조금씩소모하며
겨울동안 딱 살아만있는 상태로 지내게됩니다.
물론 열량이부족하거나
위험한상황이되면 깨어나기도합니다.
종에 따라 다르긴 하지만, 비유하자면 초절전모드로 겨울잠을 자기 때문입니다.
겨울잠을 자는 동물들은 잠들기 전 체내에 지방을 축적하여 이를 비상 식량으로 활용하는데, 잠이 들면 심박수와 호흡수를 평소의 1~10% 수준으로 떨어뜨려 에너지 소모를 최소화합니다. 또한 체온을 주변 온도만큼 낮춰 체온을 유지하는 데 드는 에너지를 아낍니다. 이 과정에서 근육과 뼈가 약해지지 않도록 억제하는 호르몬이 분비되어 몸을 보호하게 됩니다.
그리고 일부 종의 경우 중간에 잠깐씩 깨어 노폐물을 처리하기도 하고, 개구리 같은 양서류는 세포가 얼지 않게 천연 부동액 역할을 하는 당분을 혈액에 채우기도 하죠.
또 겨울잠의 대명사인 곰은 다른 동물보다 체온을 많이 낮추지 않기 때문에 외부 자극이 있으면 빨리 깨는 편입니다.