53. 펭귄 아빠가 남극 겨울에 알 부화시키는 비결
지혜는 우리가 도달하지 못할 대단한 것이 아니라 실패로 인한 고통을 치유하는 과정에서 얻는 깨달음이다. - 앤프레드 케츠 드 브리스
< 이 글은 2019. 2.18. 서울신문에 게재된 조현욱 과학과 소통 대표의 글 입니다.>
남극의 황제펭귄은 겨울에만 짝짓기를 하고, 알을 품는 유일한 펭귄 종이다. 초겨울인 3~4월에 번식 주기가 시작된다. 성체들은 50~120㎞를 걷거나 배로 미끄럼을 타면서 바다에서 내륙으로 이동한다. 수천 마리가 번식지에서 군집을 이루고 구애와 짝짓기를 한다.
통념과 달리 배우자는 매년 바뀌는 것이 보통이다. 다음해에도 연을 맺는 부부는 15%에 불과하다. ‘순차적’ 일부일처제다.
암컷은 5월이나 6월 초에 460g 정도의 타원형 알을 낳아 조심조심 수컷에게 건네 준다. 이 과정에서 떨어뜨리기도 한다. 빙판 위의 알은 1~2분 이상 버티지 못하고 얼어 죽는다. 몸의 영양 비축분을 소진한 암컷은 곧바로 먹이를 구하러 바다로 향한다. 수컷은 70일 동안 혼자 알을 품어 부화시킨다. 기온이 때로 영하 40℃ 이하로 내려가고 바람이 시속 200㎞로 불기도 하는 빙판에서 말이다.
이들이 겨울에 짝을 짓고 알을 낳는 이유는 시간이 촉박하기 때문이다. 수천 마리의 새끼가 알을 까고 나오면 엄청난 양의 물고기, 오징어, 크릴새우를 먹어야 한다. 가까이에서 최대한 자원을 얻을 수 있는 시기는 봄뿐이다. 군집과 바닷물을 가로막고 있는 해빙이 녹아서 쪼개지는 계절 말이다. 만일 펭귄이 먹이를 구하러 갈 때마다 200㎞의 얼어붙은 바다를 가로질러야 한다면 생존 자체가 어려울 것이다.
알을 품는 임무를 띤 황제펭귄 아빠는 걸어다니는 보온병으로 진화했다. 우선 몇 센티미터 두께의 극히 조밀한 깃털 층이 거의 완전히 몸을 덮고 있다. 단열의 80~90%를 담당하는 다운 재킷이다. 두께 3㎝에 이르는 피하 지방도 번식 시즌 초기에 준비했다.
또한 다른 많은 펭귄 종처럼 배에 접을 수 있는 맨살 피부(육아주머니)를 갖추고 있다. 발등 위 알의 균형을 교묘하게 잡은 뒤 피부 쪽으로 누르고 배의 깃털로 감싸 안는다. 알은 피부 바로 밑의 혈관을 통해 열을 전달받는다. 피부에는 알의 온도를 감지하는 신경세포가 풍부하다.
하지만 이 모든 것은 아빠가 자신의 체온을 잘 유지할 수 있느냐에 달렸다. 주변 환경에 열을 뺏기지 않는 것이 관건이다. 방법은 우선 얼음과의 접촉면을 최소한으로 줄이는 것이다. 두 발끝을 위로 들고 뒤꿈치만으로 선 뒤 꼬리 끝을 바닥에 대고 삼각 균형을 잡는다. 얼음에 닿는 부위는 이게 전부다. 열영상 연구를 통해 드러난 사실은 체온 손실이 극히 적다는 점이다. 열은 주로 부리와 눈, 발에서 유출된다.
또 하나의 생존술은 집단 포옹이다. 수천 마리가 가슴과 등을 맞대고 빽빽하게 뭉치는 것이다. 평균 39℃인 체온 자체만으로도 주변 온도를 높일 수 있다. 2006년 프랑스 과학자들이 발표한 연구를 보자. 통념과 달리 번식기 수컷들은 하루 중 3분의1(38%)만 뭉쳐서 지낸다. 뭉친 기간의 13% 동안 집단 내부 기온은 영상 20℃, 높게는 37.5℃를 기록했다. 외부 기온은 평균 영하 17도였는데 말이다.
이 덕분에 펭귄 아빠들은 에너지 사용을 줄이고 신진대사를 늦출 수 있다. 밀집한 개체들은 돌아가며 계속 자리를 바꿔서 부담을 나눠 진다. 이들 거대한 집단의 내부 동역학은 너무나 복잡해서 아직도 많은 생물학자가 어떻게 작동하는지를 알려고 노력 중이다.
7월 말 알이 부화할 때는 수컷은 4개월째 굶은 상태다. 수분 보충을 위해 눈을 가끔 먹은 것이 전부다. 번식기가 시작될 때 38㎏이던 수컷의 체중은 시즌이 끝나고 나면 23㎏이 된다. 암컷은 30㎏에서 23㎏이 된다(키는 120㎝로 암수가 비슷하다).
아빠 펭귄은 식도에서 젖 비슷한 액체를 토해내 새끼에게 먹인다. 단백질 59%. 지방 28%의 고영양식이다. 새 중에서 이런 물질을 분비할 수 있는 것은 비둘기, 플라밍고, 수컷 황제펭귄뿐이다.
암컷은 부화 직후나 10일 후까지 돌아온다. 대개 7월 말, 8월 초다. 귀환하면 위장에 저장해 둔 먹이를 토해내 새끼에게 먹인다. 수컷은 곧이어 바다로 나가 3~4주 만에 식량을 구해 돌아온다. 부화 후 45~50일이 지나면 부모가 동시에 바다로 나가 먹이를 구해 돌아온다. 한 번에 평균 50㎞를 여행해 새끼를 먹여 살린다. 이후 청소년기에 접어든 새끼는 자립해야 한다.
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