안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
생물들이 번식 시기를 결정할 때 일조 시간을 활용하는 가장 결정적인 이유는 일조 시간이 지구상에서 가장 예측 가능한 시계이기 때문입니다. 기온이나 강수량은 해마다 변덕스럽지만, 지구의 자전축 기울기와 공전으로 인해 생기는 일조 시간 변화는 매년 오차 없이 정확하게 반복됩니다. 생물들은 이 정확한 신호를 읽어 새끼나 씨앗이 생존하기 가장 좋은 환경에 맞춰 태어나도록 번식을 조절합니다.
식물은 이동할 수 없기 때문에 추운 겨울이나 가뭄 때 꽃을 피우면 번식에 실패함에 따라 일조 시간을 감지해 꽃을 피울 시기를 결정합니다. 식물은 잎에 있는 피토크롬이라는 빛 수용체 단백질을 통해 빛의 유무를 감지하는데, 식물이 실제 측정하는 것은 낮의 길이보다 지속되는 밤의 길이라입니다. 밤의 길이가 특정 시간보다 짧아지거나 길어질 때 플로리겐라는 개화 호르몬을 줄기로 보내 꽃을 피웁니다.
동물은 일조 시간을 이용해 호르몬 분비를 조절하며, 핵심은 임신 기간에 맞춰 새끼가 봄~여름에 태어나게 만드는 것입니다. 봄과 여름은 풀과 벌레 등 먹이가 풍부하여 새끼의 생존율이 가장 높기 때문입니다. 눈의 망막으로 들어온 빛 신호가 뇌의 송과선으로 전달됩니다. 밤이 지속되는 동안 송과선에서 멜라토닌 호르몬이 분비되는데, 일조 시간이 변하면 멜라토닌 분비 시간도 달라져, 뇌하수체는 이 멜라토닌 양의 변화를 읽어 생식샘 자극 호르몬을 분비하거나 억제합니다.