[기고] 북극 동물의 월동 비밀

김용원 알래스카주립대 페어뱅크스 교수

인간은 자연에서 많은 것을 배우고 실생활에 유효 적절하게 활용하고 있다. 점퍼 등의 소매에 부착되어 있는 일명 ‘찍찍이 (hook-and-loop fastener)’도 그중 하나다.  
 
이것을 최초로 상품화한 것은 스위스 출신의 사냥광인 미스트랄(George de Mestral)이라는 인물이다. 어느 날 사냥을 다녀온 그는 옷에 붙어있던 도꼬마리 씨앗이 잘 떨어지지도 않는다는 사실을 알았다. 그는 이를 그냥 지나치지 않고 현미경으로 관찰했고, 한쪽 끝이 갈고리 모양으로 되어 있음을 발견했다.  
 
미스트랄은 여기서 얻은 아이디어를 한 업체에 제공했지만 관심을 보이지 않자 본인이 직접 특허를 내고 상품화했다. 그는 1951년 벨크로(Velcro, Velour (벨벳) +Crochet (갈고리)) 제품을 선보였고 이는 20세기의 100대 발명품에 포함됐다. 당연히 그는 엄청난 부도 축적할 수 있었다.    
 
이처럼 미지의 세계인 자연에서 배울 수 있는 것과 응용할 수 있는 것은 무궁무진하다고 본다. 다만, 인간이 아직 인식하지 못하고 있을 뿐이다.  
 

북극의 겨울 추위는 설명할 필요가 없을 정도다. 그 혹독한 환경에서 북극곰을 비롯해 북극여우, 순록(caribou) 등 동물과 곤충들이 6개월 이상의 겨울을 보낸다. 그럼 이들은 어떻게 먹이를 찾고 생명을 유지할 수 있을까?
 
우선, 모기에 대해 알아보자. 모기는 과연 월동하는가?  월동한 모기는 초봄 죽을 각오로 동물에게 달려든다. 알을 산란하기 위해서는 영양분이 되는 혈액이 필요하기 때문이다.  
 
그럼 어떻게 암놈 모기는 월동을 할 수 있었을까? 암놈 모기의 체액을 검사한 결과, 이들의 체액에는 월동에 적합한 부동액(anti-freezing liquid) 물질이 있다는 사실이 확인됐다. 모기는 처마 밑, 덤불 등 월동하기 좋은 장소에서 긴 겨울을 지낸다.  
 
정확한 연구 결과는 없지만 알래스카 야생동물국에 의하면, 아마도 겨울이 시작되기 전 암놈 모기 체내에는 부동액 성분이 점차 증가하는 것으로 보인다는 것이다. 자동차 부동액을 이용해 영하 40도에서도 엔진이 얼지 않게 하는 것과 같은 원리이다. 영하 40도는 섭씨 및 화씨 온도가 같다.  
 
다음은 순록이다. 순록은 심장에서 나오는 동맥이 다리 가운데로 흐르고, 환경 온도에 둔한 정맥이 그 주위를 감싸는 혈관 구조를 갖고 있다. 이는 혹독한 겨울 환경에 적응하기 위함이다. 발은 차가운 지면을 딛고 생활하기에 혈관구조도 겨울 환경에 적응하기 위해 진화한 것으로 보인다. 이러한 혈관 구조는 극지에 사는 동물 대부분이 비슷하다.  
 
남극의 펭귄과 갈매기, 북극의 여우와 늑대, 삵 등이 비슷한 혈관 구조를 갖고 있다. 또 개, 곰, 여우와 늑대는 발바닥이 검은 스펀지 모양을 하고 있다. 이를 자세히 살펴보면 수많은 돌기가 지면과 접촉하게 되어 있다.  
 
그 돌기 위에 따뜻한 동맥을 촘촘한 그물구조의 정맥이 감싸고 있다. 이런 피부와 혈관구조의 진화가 혹독한 겨울 환경 속에서도 생명을 유지할 수 있게 하는 것이다.  
 
이 밖에 북극곰은 북극에서 최상위 포식자이자 동물보호기금(WWF)이 보호종으로 지정한 동물이다. 지구 온난화로 인해 극지 해빙이 감소하면서 북극곰의 먹이 사냥지도 점차 줄어들고 있다. 그 결과, 덩치가 큰 수컷이 새끼 곰을 잡아먹는 경우도 빈번히 발생한다.    
 
북극곰의 털은 무슨 색일까? 대부분 흰색이라는 답한다. 그러나, 자세히 보면 피부는 검은색이며 털은 투명한 섬유다. 검은색은 빛을 흡수하고, 흰색은 반사한다는 것이 자연의 이치이다.  
 
북극곰은 겨울 동안 체내의 여러 지방층으로 추위를 이기고, 햇빛이 있을 경우는 투명한 털과 검은 피부를 이용해 체내에 열을 저장한다. 또 피부 구조는 체내의 열이 외부로 방출되지 않도록 한다.    
 
북극곰의 털을 응용한 합성 섬유 직물 시제품을 만들기 시작했다고 한다. 조만간 상품화가 가능할 것으로 생각한다.    
 
우리는 자연으로부터 많은 것을 얻지만, 우리는 자연에 일방통행적 피해만 주고 있음을 상기하자. 자연은 쓰레기 처리장이 아니라, 우리의 정서를 치유하는 모태이다.

김용원 / 알래스카주립대·페어뱅크스 교수