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물 속에서 계속 헤엄쳐야 하는 동물은 어떻게 잠을 자나요?
물속에 사는 돌고래나 물고기도 잠을 잔다고 들었는데, 물속에서 계속 헤엄쳐야 하는 동물은 잠을 자는 동안 어떻게 호흡하거나 포식자를 피하는지 궁금합니다. 특히 돌고래가 한 번에 뇌 전체를 쉬게 하지 않는다는 이야기가 사실인지 알고 싶습니다
3개의 답변이 있어요!
말씀하신 돌고래의 경우 의식적 호흡을 하기 때문에 '반구 수면'을 통해 뇌의 절반씩 번갈아 잠을 듭니다.
한쪽 뇌가 잘 동안 반대쪽 뇌와 눈은 깨어 있어 주기적으로 수면 위로 올라가 숨을 쉬는 것입니다.
또한 깨어 있는 반쪽 뇌 덕분에 잠을 자면서도 포식자를 감시하고 무리의 대열을 유지할 수 있습니다.
그리고 쉬지 않고 헤엄쳐야 하는 백상아리 등은 뇌의 활동 수준만 낮춘 채 비유하자면 자동 항해와 비슷한 상태로 자며 헤엄칩니다. 또 분분공이 있는 상어는 바위 밑이나 바닥에 가만히 누워 물을 빨아들이며 전신 수면을 취합니다.
그리고 일반 물고기는 아가미 덮개를 움직일 수 있어 수영을 멈추고 부유한 상태로 휴식하는데, 물고기는 눈꺼풀이 없어 눈을 뜨고 자지만, 외부 자극에 대한 반응이 급격하게 떨어지는 모습을 보입니다.
결론적으로 수중 동물의 수면은 사람처럼 완전한 의식 상실이 아니라 생존을 위해 최소한의 감각을 열어둔 상태인 것이죠.
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채택된 답변안녕하세요. 네. 돌고래가 뇌 전체를 한꺼번에 쉬게 하지 않고 한쪽 뇌씩 번갈아 쉬는다는 이야기는 사실입니다. 이를 단반구 서파수면이라고 하는데요, 물속에서 살아가는 동물이 수면과 호흡이라는 두 가지 요구를 동시에 해결하기 위해 진화시킨 매우 독특한 수면 방식입니다. 돌고래는 사람처럼 양쪽 뇌가 동시에 깊은 수면에 들어가지 않습니다. 예를 들어 왼쪽 대뇌반구가 잠들면 오른쪽 반구는 상대적으로 깨어 있는 상태가 되고, 일정 시간이 지나면 반대로 오른쪽 반구가 잠들고 왼쪽이 깨어납니다. 실제 뇌파 측정에서도 한쪽 반구에는 느리고 큰 서파가 나타나는 반면 반대쪽에는 깨어 있을 때와 비슷한 뇌파가 나타나는 것이 확인되었습니다. 장기적으로는 양쪽 반구가 모두 충분히 수면을 경험합니다.
이렇게 하는 가장 중요한 이유가 호흡인데요, 사람은 잠든 상태에서도 뇌간의 자동적인 호흡 조절 덕분에 계속 숨을 쉬지만, 돌고래의 호흡은 육상 포유류와 상당히 다릅니다. 돌고래는 물속에서 아가미로 산소를 얻는 것이 아니라 폐로 공기를 호흡하기 때문에 주기적으로 수면 위로 올라와 숨을 쉬어야 합니다. 따라서 뇌 전체가 깊은 수면에 들어가 움직임과 호흡 조절 능력이 크게 떨어진다면 매우 위험할 수 있습니다. 연구에서는 돌고래가 양쪽 뇌 모두 깊은 서파수면 상태에 들어갔을 때 정상적인 자발적 호흡을 유지하기 어려워지는 현상이 관찰되었습니다. 그래서 한쪽 뇌가 잠들어 있는 동안 깨어 있는 쪽 뇌가 주변 환경을 감시하고 몸의 움직임을 유지하면서 수면 위로 올라가 호흡할 수 있습니다. 실제로 돌고래는 한쪽 눈을 감고 다른 쪽 눈을 뜬 채 천천히 헤엄치거나 원을 그리며 이동하는 모습이 관찰되며, 특히 무리로 있을 때는 열린 눈을 이용해 다른 개체와 시각적 접촉을 유지하는 행동도 관찰되었습니다. 반면 물고기는 조금 다릅니다. 대부분의 물고기는 포유류처럼 폐로 공기를 마시는 것이 아니라 아가미를 통해 물속의 산소를 얻기 때문에 수면 위로 올라올 필요가 없기 때문에, 많은 물고기는 바위 틈이나 해초 사이에서 움직임을 크게 줄이고 쉬거나, 일부 종은 천천히 헤엄치면서 수면 상태에 들어갑니다. 하지만 모든 물고기가 같은 방식으로 자는 것은 아닙니다. 특히 일부 상어는 차이가 매우 큽니다. 예를 들어 일부 상어는 계속 헤엄쳐야 아가미를 통과하는 물의 흐름을 유지할 수 있기 때문에 완전히 멈출 수 없습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
네 사실입니다. 돌고래는 뇌의 한쪽 반구씩 번갈아 쉬는 단반구 수면을 하며 반대쪽 뇌로 호흡과 수영을 유지합니다. 일부 물고기도 흐름을 이용하거나 움직임을 최소화해 쉬며, 종에 따라 숨거나 무리를 지어 포식 위험을 줄입니다.