학문
쌈박한오릭스46
남극이나 북극의 동물들은 아주 낮은 온도에도 왜 발바닥이 얼지 않나요??
남극이나 북극의 동물들은 아주 낮은 온도에도 왜 발바닥이 얼지 않나요?? 너무 낮으면 얼꺼 같은데 동물들은 특별한 뭐가 있어서 그런건가요??
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 오릭스46님. 이중철 전문가입니다.
짧은 답변 먼저 드리자면 네, 대체로 안 얼게 만드는 특별한 적응이 있어요. 극지 동물은 단순히 '추위에 강하다'가 아니라, 발바닥으로 빠져나가는 열을 줄이고 조직이 얼어붙는 걸 막는 구조를 갖고 있거든요.
1. 왜 안 얼까요?
가장 큰 이유는 열 손실을 줄이는 혈관 구조인데요.
예를 들어, 펭귄은 발바닥에 동맥과 정맥이 가까이 지나가며 열을 서로 주고받는 구조가 있기 때문에 발끝까지 가는 피를 너무 차갑게 만들지 않으면서도 전체적으로 열 손실은 줄일 수 있어요. 또 발바닥 자체가 털, 지방, 각질, 거친 표면 구조 등으로 보호되어 있는 경우가 많은데요. 북극곰은 발바닥에 털이 있어 단열과 미끄럼 방지에 도움이 되고, 펭귄도 발이 얼음에 직접 오래 닿아도 버틸 수 있게 적응해 있답니다.
2. 얼음보다 더 중요한 것은요?
사실 더 중요한 문제는 '차가운 바닥에 닿는 것' 그 자체보다, 몸의 체액과 세포가 얼어붙는 것이에요. 그래서 극지 동물은 비동결 단백질이나 결빙방지 단백질 같은 물질을 만들어, 몸속에 작은 얼음 결정이 생기거나 커지는 것을 막고 있습니다.
이 단백질은 물을 완전히 안 얼게 만드는 게 아니라, 얼음 결정의 성장을 막는 쪽에 가까운데요. 덕분에 체액이 쉽게 동결되지 않고 세포가 손상되는 것도 줄어든답니다.
3. 발바닥이 특히 버티는 이유는요?
발바닥은 몸통보다 훨씬 차가워도 괜찮게 진화한 경우가 많은데요. 열을 아끼기 위해 발 쪽 혈류를 조절하고, 필요하면 심장에서 온 따뜻한 피가 바로 빠져나가지 않도록 열교환을 하면서 발끝 온도를 관리한답니다.
즉, 동물들이 특별히 '발이 얼지 않는 재질'을 가진 건 아니고, 혈관, 지방, 털, 단백질, 세포막의 조성이 함께 작동하는 결과로 볼 수 있는 것이지요.
정리하자면,
극지 동물의 발바닥이 안 얼어 보이는 이유는, 단순한 추위 내성이 아니라 열을 아끼는 혈관 구조와 단열, 그리고 얼음 결정 성장을 막는 생화학적 적응 덕분이라고 할 수 있어요.
※ 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.😉
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채택된 답변안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
북극과 남극의 동물들은 다리의 혈관이 특별한 열 교환구조를 가져서
따뜻한 동맥의 열을 차가운 정맥으로 전달해서 발끝 온도를 낮게 유지하면서도
조직이 얼지 않도록 합니다.
또한 발바닥에 지방층, 두꺼운 피부, 특수 단백질 등이 있어서 극한의 추위에서도
동상이나 결빙을 효과적으로 막습니다.
감사합니다.
동물마다 다르긴 하지만, 크게 세가지 정도로 볼 수 있습니다.
먼저 발바닥에 역류 열교환 시스템(원더네트)이라는 특별한 혈관 구조를 가지고 있습니다.
심장에서 내려오는 따뜻한 동맥 피가 올라가는 차가운 정맥 피를 미리 데워주어 몸의 체온을 유지하는 방식입니다.
두번째로 발바닥의 온도 자체가 얼음보다 1~2도 정도만 높아서 눈이 녹았다가 다시 얼어 붙는 것을 막습니다.
마지막으로 발바닥에 특수한 지방층 패드를 가지고 있습니다. 이 발바닥 패드가 영하의 추위에도 굳지 않고 말랑말랑한데, 이 지방층이 얼음의 한기를 막는 단열재 역할을 하게 되죠.
게다가 발바닥 끝의 냉각 신경이 둔해서 얼음 위에서도 통증을 느끼지 않습니다.
결과적으로 동물들은 남극과 북극의 환경에 적응하기 위한 진화를 통해 세포가 얼지 않을 만큼만 피를 돌리고, 한기를 막기위한 나름의 단열패드를 두르고 있어 발바닥이 얼지 않는 것입니다.