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식물과 곤충들의 겨울나기
우리는 겨울잠 하면 동물들만 떠올리지만, 춥고 살기 힘든 겨울을 나기 위해 나름대로의 방편을 짜내는 것은 곤충이나 식물도 마찬가지입니다. 겨울이면 잎사귀가 다 말랐다가도 봄이 되면 어김없이 다시 피어나는 들꽃들을 보면 자연의 겨울나기 지혜에 감탄하지 않을 수 없지요.
겨울눈으로 겨울을 나는 식물도 있고 성충의 형태로 겨울을 나는 곤충도 있지만, 곤충과 식물의 겨울나기 중 공통점은 바로 자손을 통한 겨울나기입니다. 한해살이 식물들은 자신들이 직접 겨울을 나기보다는 씨를 퍼뜨려 놓고 다음해를 기약하며 죽어 가지요.
곤충들은 귀뚜라미ㆍ메뚜기ㆍ사마귀처럼 가을에 2세를 만들어서 알을 낳고 죽거나, 투구벌레ㆍ풍뎅이ㆍ잠자리처럼 애벌레로 겨울을 나기도 하며, 호랑나비ㆍ배추흰나비ㆍ자벌레의 경우처럼 번데기로 겨울을 나기도 합니다.
그런데 봄이 되면 때를 놓치지 않고 씨앗이나 애벌레들의 잠을 깨워 주는 것은 무엇일까요? 이것이 바로 생명의 신비로움이지요.
생명체들이 외부의 생장 조건이나 유전적 정보에 의해 일시적으로 생장을 멈추거나 지연시키는 것을 &%2339;휴면(休眠)&%2339;이라고 합니다. 이런 상태에서 깨어나는 것은 외부의 환경 조건에 반응하여 생명체 스스로가 생장 호르몬을 조절하는 유전 정보 속에 담긴 생명의 비밀입니다. 생명의 신비로만 남아 있던 이 영역이 최근 생명 공학이 발달하면서 차츰 밝혀지고 있습니다.
나아가 농작물의 휴면을 인위적으로 조절하여 작물 재배에 활용할 수도 있게 되었답니다.
예를 들면, 감자는 수확 후 약 10 주간 휴면하는데, 휴면에서 깨어난 후라도 식물 호르몬을 인위적으로 조절해 발아 시기를 바꿀 수 있습니다.
우리들은 따뜻한 집 안에서 겨울을 나지만 혹독한 자연 속에서 겨울을 나야 하는 동식물들의 생존의 지혜를 보면서 배울 것이 참 많지요?
<반돌이의 겨울잠> 일부 동물들은 겨울잠으로 겨울을 이겨냅니다.
반달곰에 대한 뉴스를 잘 들은 어린이라면 곰은 겨울잠을 잘 때 마치 죽은 것처럼 곯아떨어져 봄까지 계속 자는 것이 아니라, 중간중간 깨어나서 혹시 주위에 위험한 것이 없나 살펴보기도 하고 먹이도 보충하느라 어슬렁거리며 다닌다는 것을 알고 있을 거예요.
반돌이와 장군이가 정확히 어디에 있는지 확인되지 않았는데도 겨울잠에 들어갔음을 알 수 있었던 것은, 이들 몸에 부착된 전파 발신기에서 전해 오는 맥박과 호흡 수가 크게 줄어든 것을 근거로 한 것입니다.
곰이 겨울잠을 자는 것은 먹을 것이 부족한 겨울 동안 활동을 줄임으로써 에너지 소모를 최소화하기 위한 것입니다. 겨우내 잠만 자는 다른 동물들과는 달리 곰은 체온이 거의 떨어지지 않고 얕은 수면 상태로 가을에 저장한 지방을 소모하며 지냅니다.
암컷은 동면(冬眠)하는 동안 ***를 낳아 다음해 봄까지 굴 속에서 기른답니다. 수컷은 먹이가 아주 부족한 경우 돌아다니며 먹이를 찾는 것을 포기하고 겨울잠에 들어간다고 합니다. 그러나, 추위에 단련된 북극곰이나 일정하게 먹이를 얻을 수 있는 동물원의 곰들은 겨울잠을 자지 않아요.
◈ 다른 동물들의 겨울잠
곰처럼 온도 변화에 관계없이 체온을 일정하게 유지하는 항온 동물이면서 겨울잠을 자는 것들로는 박쥐ㆍ고슴도치ㆍ다람쥐ㆍ날다람쥐ㆍ너구리ㆍ오소리 등의 포유류가 있습니다.
이들 대부분은 추위 속에서 먹이가 부족하므로 에너지 절약 차원에서 겨울잠을 잡니다.
이들은 가을 한철 먹이를 한껏 먹어서 지방층으로 살을 찌우고, 두꺼운 낙엽이나 땅 속 보온이 잘 되는 곳에 보금자리를 마련하고 겨울잠에 들어갑니다. 또 아예 사람들이 김장하듯이 먹이를 보금자리에 저축해 놓고 겨울 동안이라도 날씨가 따뜻해지면 가끔씩 깨어나 먹이를 먹기도 한답니다.
이들 항온 동물은 곰처럼 겨울잠을 자더라도 체온이나 대사가 저하되지 않지만, 긴가락박쥐 등 일부 박쥐는 체온이 5~0 도까지 일시적으로 떨어지기도 합니다.
하지만 개구리ㆍ뱀ㆍ도마뱀ㆍ거북 등의 양서류나 파충류, 미꾸라지ㆍ잉어ㆍ붕어 등 체온이 주위의 온도에 따라 변하는 변온 동물의 겨울잠은 약간 다릅니다. 이들은 에너지 절약 차원이 아니라 체온이 0 ℃ 이하로 내려갈 경우 얼어 죽을 수도 있기 때문에 어쩔 수 없이 겨울잠에 드는 것입니다.
1. 동물은 왜 겨울잠을 잘까요?
동물은 춥고 먹이를 구하기 힘든 겨울철을 살아남기 위해 땅 속이나 나무 밑에서 잠을 잔다고 합니다. 겨울잠은 추위와 먹이부족을 해결하기 위한 동물의 환경적응 방법입니다.
2. 겨울잠은 어떻게 자는가?
1) 개구리형 겨울잠
개구리, 뱀, 거북이 같은 변온동물은 겨울에 온도변화가 적은 땅 속에서 겨울잠을 잡니다. 이들은 땅속, 돌이나 쓰러진 나무밑 등 온도가 별로 내려가지 않는 곳으로 들어가 기온이 너무 떨어져 체온이 내려가는 것을 막습니다.
2) 곰형 겨울잠
곰, 박쥐, 고슴도치 등 포유류는 거의 죽은 상태에서 겨울을 지냅니다. 이들은 동굴이나 나무구멍, 흙속에서 겨울잠을 자며, 이 때의 체온은 1에서 2도까지 내려가지만 그이상은 내려가지 않고, 평상시 1분에 350번 정도 뛰던 심장도 이때는 3번 정도로 줄어듭니다.
3. 동물은 어떻게 체온을 유지할까?
겨울잠을 자는 동물이 체온이 너무 내려가 얼어죽으면 어떻게 할까요? 그러나 너무 걱정하지 않아도 좋습니다. 동물은 다음과 같이 스스로 체온을 조절합니다.
1) 내온성 동물은 몸속에 에너지를 열로 만들어서 체온을 유지합니다. 그래서 체온을 유지하기위해 음식물을 자주 먹을 수밖에 없습니다. 내온성 동물은 체온의 변화에 잘 견디지 못해, 체온이 너무 떨어지거나 올라가면 목숨이 위태롭습니다. 추위로부터 체온을 유지하기 위해 두꺼운 지방층을 형성하거나, 길고 거친 보호털로 체온을 보호합니다.
2) 외온성 동물은 외부의 열을 흡수하여 체온을 조절하는 장치를 가지고 있습니다. 외온성 동물의 장점은 체온을 유지하기 위해 음식물이 별로 필요하지 않습니다. 그러나 외부의 열에 의지하므로 밤이나 겨울에는 활동이 줄어듭니다.
4. 겨울잠자는 동물은 봄을 어떻게 알까요?
“야 잘잤다!”
겨우내 땅속에서 잠자고 지내던 개구리가 봄이 되면 어떻게 알고 나오는 것일까요? 봄의 시작을 알리는 것 중 에는「겨울잠을 자던 개구리가 뛰어나온다」는 경칩이 있습니다. 옛날에는 경칩때 천둥번개가 쳐서 땅속에서 잠자고있던 동물들이 놀라 깨어 나온다고 생각했습니다.
개구리형 겨울잠을 자던 동물들은 기온이 올라가면서 체온이 올라가는 것을 신호로 깨어나기 시작합니다.
그럼 곰형 겨울잠을 자는 동물들은 무엇을 신호로 깨어나는 것일까요? 아직 명확하게 밝혀진 것은 아니지만 중추에 생체시계가 있어 이것이 깨워준다고 합니다. 이런 생체시계 장치가 준비된 동물만이 겨울잠을 잘 수 있고, 또 따뜻한 봄이 오면 깨어날 수 있는 것입니다.
5. 북극곰은 겨울잠을 잘까요?
북극곰은 얼음덩어리가 둥둥 떠다니는 알래스카 최북단의 강추위를 어떻게 이겨낼까요? 북극곰은 일반동물과 다른 털과 가죽을 가지고 있습니다. 온기를 유지하기 위해서 몸 가까이에는 두꺼운 털가죽 층을 가지고 있으며, 항상 꼿꼿하게 서있는 길다랗고 속이 텅빈 보호용 털도 가지고 있습니다. 이 보호용 털은 플라스틱 빨대처럼 북극곰이 차가운 북극해에서 수영하는 동안 털이 엉키는 것을 막아줍니다. 그래서 북극곰은 겨울에도 겨울잠을 자지않고 물개나 물범을 잡아먹고 삽니다.
6. 동물원의 곰은 왜 겨울잠을 자지 않을까?
겨울잠은 동물들이 먹이가 없는 추운 겨울을 살아가는 방법입니다. 그러나 겨울에도 먹이를 충분히 먹을 수 있는 동물원의 곰들은 겨울잠을 잘 필요가 없습니다.
겨울이 되어 가지만 앙상해진 나무는 죽은 듯 보여도 봄이 되면 어김없이 파릇파릇한 잎을 피운다. 나무들은 이 추운 겨울을 어떻게 무사히 지나는 것일까?
겨울철 추위에 대한 나무의 저항력은 수종에 따라 다르며, 한 나무 안에서도 잎, 가지, 줄기와 같은 부위에 따라 차이가 있다. 또 그 나무가 자라는 지역에 따라서도 차이가 나는데, 남해안이나 제주도에서 자라고 있는 나무와 서울에서 자라는 나무들은 추위에 견디는 능력에 큰 차이가 있다.
나무를 포함한 모든 식물은 생명을 유지하기 위해 다량의 물을 몸 속에 지니고 있는데, 이 물이 어는 과정이나 세포막의 성질, 세포액 농도(침투압)의 변화는 추위에 견디는 힘을 좌우하게 된다. 나무가 높은 내동성(耐凍性)을 지니기 위해서는 가을부터 겨울에 걸쳐 충분한 준비가 필요하다. 내동성은 기온이 0℃ 전후로 내려가면 급속히 높아지게 된다.
나무가 겨울을 무사히 나는 것은, 세포와 세포 사이의 물을 얼게 함으로써 세포가 추위에 견딜 수 있게 하거나, 세포가 얼지 않도록 세포액의 당분농도를 높이기 때문이다. 나무는 세포내 당도를 높이기 위해 세포 속에 가지고 있던 물을 1/3 상태까지 탈수시키기도 하는데, 자작나무나 플라타너스의 경우 영하 70℃까지도 견딜 수 있게 된다.
이와 같이 나무가 추운 겨울을 나기 위해서 세포를 생리적 건조상태로 만드는 것이지만, 정도가 지나치면 말라죽게 된다. 또한 가을에서 겨울에 이르는 동안의 냉각속도나 봄철의 온도 상승속도가 지나치게 빠르거나 온도변화의 진폭이 심한 경우에는 미처 생리적으로 대응하지 못해 말라죽기도 한다.
우리 나라 나무의 경우, 겨울철에 대륙으로부터 불어오는 차갑고 건조한 바람에 의해 나뭇잎은 수분을 강제로 빼앗겨 말라죽기도 한다. 이런 경우는 내동성 문제와는 다른 별개의 원인에 의한 것이다
비록 특징은아니지만 일단올려봅니다. 도움이 안되셨는지 몰라도 도움이 되길 바랍니다. 출처: [ 지식IN: [ http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=13&dirId=130107&docId=38201568&qb=7Iud66y87J20IOqyqOyauOydhCDrgpjripQg67Cp67KV&enc=utf8§ion=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0&pid=TEqgelpVuEGssboZep8ssssstDR-371067&sid=5q497KVO7p5dzygJRLfOLw%3D%3D ]]
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