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[와우! 과학] ‘잠수왕’ 민부리고래, 어떻게 4시간 동안 숨 참나

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▲ 민부리고래의 모습(사진= N. 아귈라 ULL)

고래 한 마리가 거의 4시간 동안 잠수해 과학자들을 깜짝 놀라게 했다. 이 포유류는 모든 고래 종 가운데 가장 깊이, 가장 오래 잠수해서 가장 신비한 고래로 꼽히는 고래 종인 민부리고래에 속한다.

미국 듀크대 등 국제연구진은 민부리고래 한 마리가 기록한 3시간 42분이라는 잠수 시간은 전례 없는 신기록으로, 실제로 산소를 가지고 호흡한 시간은 77분까지였을 것으로 추정한다고 밝혔다.


즉 민부리고래는 잠수한 지 77분이 지나고 나서 산소 없이도 물속에서 계속해서 머무를 수 있었다는 것. 이에 대해 연구진은 어떻게 민부리고래가 그렇게 오래 잠수할 수 있는지를 명확하게 설명할 수 없지만, 필요한 경우 무산소 호흡을 몇 시간 동안 할 수 있다고 믿는다.

결과적으로 민부리고래는 신진대사 속도가 매우 느리고 다른 일반적인 고래들보다 산소를 저장하는 양이 더 많고 통증을 유발하는 젖산의 분비를 견딜 수 있는 능력을 갖춘 것으로 추정된다.

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▲ 민부리고래의 모습(사진=대니엘 와플스/듀크대)

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▲ 민부리 고래의 모습.(사진=앤드루 리드)

이전 추정에 따르면, 다른 고래보다 상대적으로 작은 민부리고래는 잠수한 지 약 33분이 지나야 체내에 비축해둔 산소가 고갈된다. 이 시점에서 이들 고래는 효율이 떨어지고 젖산을 생성하는 무산소 호흡으로 전환한다는 것이다. 젖산은 일반적으로 장시간이나 격렬하게 운동하면 근육에서 불타는 것 같은 통증을 느끼게 한다.

하지만 이번 연구에서 연구진이 계산을 다시 한 결과, 민부리고래의 무산소 호흡은 잠수한 지 77.7분 뒤부터 시작되는 것으로 나타났다.

이번에 연구진은 민부리고래 종의 잠수 시간을 기록하려고 애썼다. 민부리고래가 잠수를 한 차례 마친 뒤 수면에서 2분도 채 안 되는 시간을 머물렀기에 연구진은 고래 등뼈에 꼬리표를 부착하는 데 애를 먹기도 했다.

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▲ 민부리고래들의 모습.(사진=데니엘 와플스/듀크대)

연구진은 미국 노스캐롤라이나주 해터러스곶 앞바다에서 꼬리표 부착에 성공한 민부리고래 23마리를 대상으로 3600회가 넘는 잠수 행동의 시간을 기록했다.

기록 중 가장 짧은 잠수 시간은 33분이었다. 전문가들은 모든 해양 포유류의 모든 잠수 행동 가운데 95%에서 산소가 고갈되기 전에 수면으로 올라온다는 것을 이미 알고 있었다. 총 3680회의 잠수 과정에서 수집한 자료를 사용해 산소 호흡인 95%의 임계 값은 비축해둔 산소가 고갈돼 무산소 호흡이 시작되는 시간을 77분으로 추정할 수 있게 했다.

2017년 조사 당시 가장 긴 잠수 시간 기록 2건은 3시간 42분과 2시간 53분이었지만, 자료집에 넣지 않았었다. 왜냐하면 두 기록은 민부리고래가 각각 해군의 수중 음파 탐지 신호에 1시간가량 노출되고 나서 24일과 17일이 지나서 세운 것이기 때문이다.


고래는 다른 고래들과 의사소통하고 자기 자신의 위치와 방향을 파악하기 위해 초음파를 이용하는 데 음파 탐지기는 민부리고래에게 비정상적인 반응을 유발해 비정상적으로 길어지는 잠수 행동을 유발했을 가능성이 있다.

하지만 연구진은 이 연구에서 이렇게 엄청나게 긴 잠수 시간은 아마 이 종의 잠수 행동에 관한 진정한 한계를 더 잘 드러내는 것이라고 주장했다. 이렇게 오랫동안 잠수하는 이들 고래의 능력은 타의 추종을 불허하는 무산소 호흡 기술로만 설명할 수 있기 때문이다.

연구를 주도한 듀크대의 니컬라 퀵 박사는 “민부리고래들이 예상되던 잠수 한계를 훨씬 더 뛰어넘을 수 있다는 사실에 정말 놀랐었다”고 회상했다. 퀵 박사는 또 3시간 42분이라는 가장 긴 잠수 기록에 대해서는 “처음에는 우리도 믿지 않았다. 민부리고래는 결국 포유류다”면서 “따라서 물속에서 그렇게 오랫동안 시간을 보낸 포유류는 그저 믿을 수 없게 보였다”고 말했다.

자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘실험생물학 저널‘(Journal of Experimental Biology) 최신호(9월 23일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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