2019-05-22 08:58:37

철새나 오리는 살얼음이 낀 강에서 둥둥 떠다녀도 놀랍게도 다리가 얼지 않는다. 그들은 어떻게 동상에 걸리지 않고 체온을 유지하는 것일가.

이에 앞서 ‘열’에 대해 알아보자. 열은 물체를 구성하는 ‘분자들의 떨림’이 가진 에너지이다. 우리는 이러한 분자의 떨림을 ‘온도’로 체감할 수 있다. 분자들의 떨림이 많으면 온도가 높고 떨림이 적으면 온도가 낮은 것이다.

높은 온도를 가진 물체가 낮은 온도를 가진 물체를 만나면 분자의 떨림도 높은 온도에서 낮은 온도로 전달되는데 이러한 열전도현상은 두 물체를 이루는 분자의 떨림 정도를 같은 수준으로 만든다. 악수를 하면 상대방의 열이 전달되여 내 손이 따뜻해지고 열이 나는 이마를 차거운 물수건으로 식히는 것도 모두 열전도와 관련된다.

사람의 체온은 36.5도, 오리의 체온은 40도인데 차거운 물에 들어갔을 때 오리와의 온도차가 더욱 크니까 오리의 체온이 더 빨리 떨어져야 하는 것이 아닐가?

오리가 차거운 물에서 체온을 유지할 수 있는 비결은 바로 ‘동맥과 정맥’ 덕분이다. 오리 다리의 혈관은 동맥과 정맥이 사이좋게 가까이 붙어있는 구조인데 심장에서 나온 뜨거운 피가 동맥을 따라 흘러내려오다가 다리에 와서는 정맥에 열을 빼앗긴다. 온도가 낮아진 피가 발에서부터는 정맥을 따라 올라오고 다시 온도가 높은 동맥에서 열을 얻어 심장으로 들어간다.

오리 다리에서 일어나는 특이한 혈류 뽐프 현상을 보고 생물학에서는 ‘역류 열교환 구조’라고 부른다. 만약 거슬러올라가는 정맥과 동맥이 가까이에 있지 않다면 어떻게 될가. 동맥에 흐르는 뜨거운 피가 발까지 내려간다면 차거운 물에 체온을 다 뺏기게 된다. 또 물 때문에 차거와진 피가 심장으로 올라가는 것도 체온유지에 방해가 될 것이다.

더불어 오리 다리의 동맥에는 피의 흐름 속도를 조절해주는 ‘스위치’가 있는데 령하의 날씨에도 체온을 유지할 수 있도록 다리의 혈류 속도가 증가한다. 무엇보다 오리 다리의 동맥과 정맥은 그물망 구조로 더욱 정교하게, 더욱 가까이 붙어있어 열교환을 잘할 수 있다. 게다가 오리 다리와 발은 딱딱한 조직이라 더운 피가 상대적으로 덜 필요하다. 만약 부드러운 조직이였다면 움직이기 위해 많은 에너지가 필요했을 것이다.

이외에도 오리는 발로 가는 혈류 조절과 피하지방에서의 생리학적 방어작용 등으로 체온손실을 최소화 할 수 있어서 겨울을 잘 버틸 수 있다. 오리를 포함한 대부분의 조류가 다리 속 혈관들의 열교환 방법을 통해 체온을 유지한다. 물 우에서는 날개를 접고 움츠려있지만 물속에서는 누구보다 강한 발을 담그고 있는 견강한 생물인 것이다. 종합