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3천 미터 깊이, 4시간 물속에 머물러. 대왕고래는 맹렬히 돌진해도 맥박 변화 거의 없어.
잠수 시 폐는 작아지고 혈류 거의 없다. 이론상 몸에 산소가 소진된 시점을 훨씬 지나서도 잠수. 잠수후 회복시간 놀랍도록 짧다.

Cuvier의 부리고래가 잠수 기록을 세웠다.
처음으로 연구원들이 거의 4시간의 다이빙 기록을 측정했다.

바다의 영웅 :
민부리 고래(쿠비에(Cuvier 부리 고래, 학명;Ziphius cavirostris)는 약 3천 미터 깊이 까지 잠수할 뿐만 아니라 거의 4시간 동안 수중에 머물 수 있다. 이것은 해양 포유류에 대한 신기록이다. 새로운 관측은 흥미롭고 생물학자들을 당혹스럽게 한다.
실제로 이 고래들은 약 30분 후에 공기가 없어야하는 시점을 지나서도 물 속에 있기 때문이다. 어떻게 그렇게 오랫동안 다이빙할 수 있는지 아직 미스터리다. 

▲ 센서의 도움으로 연구원들은 다이빙을 문서화했다. © Andrew Read 및 Duke University

고래와 다른 많은 해양 포유류는 바다 깊숙한 곳에서 먹이를 찾고 수백에서 수천 미터 이상 깊이 잠수한다. 모든 부리고래와 마찬가지로 널리 퍼져있는 민부리 고래(Cuvier의 부리고래, Ziphius cavirostris)는 주로 오징어를 사냥하기 위해 매우 오래 그리고 깊이 잠수한다.
이 시간 동안 해양 포유류는 숨을 쉬지 않기 때문에 폐와 혈액에 있는 산소 매장량을 가지고 잠영해야 한다.

고래는 수 중에서 사냥할 때 심장 박동이 느리다는 것이 이전 연구에서 알려져 있다.
대왕고래의 맥박은 먹이를 향해 맹렬히 달려가도 거의 빨라지지 않는다.
수면에서 경주하는 고래의 심장 박동을 측정 할 수 있다.

또한 고래는 다이빙할때 발생할 수 있는 질병으로부터 보호하는 적응법을 개발했다.
예를 들어, 다이빙하는 동안 폐의 일부가 위축된다.

다른 부위는 공기로 가득 차 있지만 혈류가 거의 없다.

이것은 혈액으로의 질소 흡수를 제한해 빠르게 다시 잠수할 때 거품이 더 적게 형성되도록 한다.

고래는 물속에 얼마나 오래 머무를 수 있을까?

계산에 따르면 7m 길이의 민부리 고래와 같은 비교적 작은 해양 포유류는 산소가 부족해지기 전에 약 33분 동안 물속에 머물 수 있다. 혐기성 호흡에 의존해야 한다.
그러나 듀크 대학(Duke University)의 니콜라 퀵(Nicola Quick)과 그의 동료들은 상대적으로 수줍은 고래가 훨씬 더 오랜 기간 잠수 할 수 있다고 추측했다.

동물들이 얼마나 자주 잠수를 하고 물속에 얼마나 오래 머무는지에 대한 질문에 답을 찾기 위해 연구원들은 최근 노스캐롤라이나의 케이프 해터라스(Cape Hatteras) 바다에서 Cuvier의 부리고래를 관찰했다.

그들은 고래가 잠수에서 수면으로 돌아온 후 회복하는 데 걸리는 시간을 알고 싶었다. 

▲ 최근 노스캐롤라이나의 케이프 해터라스(Cape Hatteras) 바다에서 Cuvier의 부리고래를 관찰했다.

연구팀은 다이빙을 기록하기 위해 5년 동안 고래에게 23개의 센서를 장착했다.
"수상에서 보내는 평균 시간은 약 2분 이므로 센서를 부착하려면 전담 승무원과 조종 가능한 선박이 필요하다"고 Quick은 설명했다.
센서가 데이터를 위성에 전송할 시간이 거의 없다. 그럼에도 불구하고 연구원들은 3천 6백회 이상의 다이빙에 대한 정보를 수집했다.

예상치 않게 긴 다이빙 시간

놀라운 결과 :
관찰된 다이빙은 33분에서 2시간 13분 사이에 지속되었다.
팀은 2017년에 더 오래 지속된 두 번의 특별한 다이빙을 기록했다.
한 고래는 거의 3시간 동안 잠수했고 다른 고래는 3시간 42분 동안 수중에 있었다.
계산에 따르면 모든 다이빙 시간은 Cuvier-beaked 고래가 더이상 산소가 없어진 시점을 훨씬 넘어섰다.

"우리는 처음에는 그것을 믿지 않았다. 왜냐하면 그들은 포유류이기 때문이다. 포유류는 수중에 오랫동안 머물 수 있다는 것은 믿기지 않는 것처럼 보였다"고 Quick은 말햇다.
연구원은 해양 포유류, 특히 두 마리의 ‘기록된 고래’가 오랫동안 잠수하게 된 이유를 추측할 수 있을 뿐이다. Quick은 "저 아래에 많은 먹이가 있거나 위협을 느꼈거나 소음이 그들을 괴롭혔을 수도 있다"고 추측한다.

▲ Cuvier의 부리 고래 분포

특수 산소 공급 장치 장착

하지만 이 고래들은 어떻게 숨을 쉬지 않고 오랫동안 물속에 머물 수 있을까?
Quick은 "이 동물들이 예상되는 다이빙 한계를 훨씬 뛰어넘을 수 있다는 사실에 정말 놀랐다"고 말했다.

연구자들은 동물들이 다이빙 중에 매우 낮은 신진대사를 보일 수 있다고 의심한다.
이것은 또한 많은 양의 산소와 결합돼 평소보다 호흡하지 않고 더 오래 갈 수 있다.
과학자들의 계산에 따르면 해양 포유류의 근육은 늦어도 77분의 다이빙 후 혐기성 대사로 전환된다. 동물은 분명히 근육에 너무 많은 젖산이 축적되는 것을 방지하고 있다.

회복하는 시간 놀랍도록 짧다

고래가 몇 시간의 다이빙에서 회복하는 데 얼마나 걸릴까?
먹이 사냥을 위한 잠수 시간에 대한 분석은 명확한 패턴을 인식하지 못했기 때문에 연구자들을 다시 놀라게 했다.
관찰된 고래 중 한 마리는 2시간의 잠수 후 20분 만에 먹이를 찾기 시작했다.
반면에 78분의 다이빙을 마친 다른 고래는 다음 사냥 다이빙을 시작하기 전에 거의 4시간 동안 더 짧은 다이빙을 하고 수면으로 돌아왔다. 잠수시간과 회복시간이 비례하지 않는 것이다.

"연구를 시작했을 때 우리는 긴 다이빙 후 회복 시간이 증가하는 패턴을 보게 될 것이라고 생각했다"고 Quick은 말했다.
"이것이 틀렸다는 사실은 많은 질문을 낳고 있다.”
(Journal of Experimental Biology, 2020; doi : 10.1242 / jeb.222109)

[더사이언스플러스=문광주 기자] "No Science, No Future"

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