펭귄의 사생활 / 와타나베 유키

• 바이오 로깅 Bio-logging
  기기를 컴퓨터에 연결해 셋업한 뒤에 야생 동물의 몸에 부착한다. 며칠에서 몇 주가 지난 뒤 기기를 부착했던 동물을 재포획하거나, 타이머를 이용해 동물의 몸에서 기기만 분리 시킨 다음, 기기를 회수해서 데이터를 다운로드한다. 그러면 그동안 동물이 어디에서 무엇을 했는지를 속속들이 알아낼 수 있다.  - 관찰의 한계를 보충하기 위해 개발된 조사방법
• 생태학과 물리학은 정반대 학문이다. 생태학은 다양성을 중시하는 학문이다. 물리학은 보편성을 중시하는 학문이다.

 

 

 

1장 건너다 - 펭귄이 가르쳐준 회유의 수수께끼

• '동물들은 어디로, 뭘 하러 가지?'라는 간단한 물음에 대답해 주는 동물 추적 기술이야말로 바이오로깅의 진면목이다.
• '회색슴새는 총 비행거리 6만 5천 킬로미터. 1년 내내 여름을 보내고 있다.'
• 그들의 궤적은 왜 8자를 그릴까? 방위에 따라 바람의 방향을 타고 날아간다. 이동 궤도를 연결하면 8자가 완성된다.
• 최대 경쟁 상대가 종종 동족 안에 있는 다른 개체라는 사실은 인간 사회에도 꼭 들어맞는, 생태학의 중요한 가르침 중 하나다.
• 다랑어와 악상어목상어는 체온을 높게 유지함에 따라 빠르게 헤엄치고, 그에 따라 다른 어류보다 더 빨리, 또한 더 넓은 범위를 헤엄쳐 다닌다.
• 바이오로깅에서 가장 자주 쓰이는 것은 아르고스 Argos라는 인공위성을 이용한 아르고스시스템이다. - 동물이 어디에 있든 일곱 개의 인공 위성 중 한 기가 이내 전파를 잡는다. - 인터넷을 통해 추적 결과를 연구자에게 보내기 매우 쉽다.
• GPS는 본체와 인공위성의 거리를 전파로 측정해서, 동시에 여러 기의 인공위성과 교신하며 위치를 측정한다. 3차원적인 위치(위도, 경도, 고도)를 산출할 수 있다. 정밀도가 높다. - 기기를 회수하지 않고서는 데이터를 얻을 수 없다.
• 아르고스 + GPS = GPS아르고스
• 지오로케이터 - 초소형 기록계, 3g, 몇 분에 한번 꼴로 주변의 밝기(조도)를 기록한다. 소형화될 수 있었던 이유도, 또 비교적 수명이 오래가는 이유도 전파를 발신하는 등의 복잡한 일을 하지 않고 그저 묵묵히 조도만 기록하기 때문이다. 

2장 헤엄치다 - 상어에게 배우는 유영의 기교

• 가각의 어류의 생김새를 보면 각각 다른, 뚜렷한 설계 목적이 한눈에 보이기 때문에 진화의 신비를 느낄 수 있다.
• 높은 체온이 주는 혜택은 근육의 수축 속도가 빨라지는 것뿐만이 아니다. 대사 속도, 즉 생물체가 물질을 태워서 발생하는 에너지의 총량이 늘어나기 때문에 그만큼 유영에 많은 에너지를 할애하게 된다. 대사란 체내에 비축해 두었던 물질을 태워 에너지를 발생시키는 화학 반응이다. 화학 반응이란 온도가 높아질수록 가속되는 것. 
• 몸이 커지면 대사 속도에 잉여가 생긴다. 그 잉여분을 이용해 빨리 헤엄칠 수 있다.
• 몸이 큰 동물일수록 빨리 헤엄친다는 법칙은 어류뿐만이 아니라 바닷새, 해양 포유류 등 각 그룹안에서도 통용되는 일반 법칙이다. 몸이 커질수록 움직임을 방해하는 물의 저항에 비해 움직임을 구동하는 대사 속도가 늘어나기 떄문이다.
• 동물들은 에너지원의 소비를 최소한으로 하기 위해 너무 빠르지도 않고 너무 느리지도 않은 최적의 속도를 선택한다.

 

유영 속도의 법칙

• 분류군에 관계없이 모든 해양 동물의 순항 속도는 시속 8킬로미터 이하다.
• 유영 속도를 결정하는 가장 중요한 요소는 체온이다.
• 비슷한 체온을 지니는 그룹 안에서는 몸집이 큰 동물일수록 빠른 경향을 보인다.
• 가장 빠른 동물은 몸이 크며 동시에 체온이 높다.
• 해양 동물은 에너지를 가장 절약할 수 있는 속도로 순항한다.

3장 기록하다 - 바이오로깅의 선구자들

• 아르고스 위치 정보는 매일매일 갱신된다.
• 심도계란 압력계이다. 
• 세계 최초로 바이오로깅 조사를 한 것은 잠수 서맥의 발견으로 알려진 생리학의 거인 숄랜더였다. 잠수 중 발생하는 생리적 반응에 깊은 관심을 가졌던 그는 자연 상태 바다에서 바다표범이 얼마나 깊이까지 잠수하는지를 조사하기 위해 1940년경, 단순한 심도 측정 기록계를 새끼 바다표범에게 부착했다. - 이후 바이오로깅의 문을 연 것은 2차 세계대전 이후에 등장한 쿠이먼, 윌슨, 나이토 세 사람이었다.
• 바이오로깅 기기들의 성능이 아무리 진화해도 변하지 않는 점은 기기를 회수하지 않으면 데이터를 얻을 수 없다는 사실이다. 일반 동물에게까지 바이오로깅의 응용 범위를 넓히기 위해서는 기록계를 회수할 수단을 확립해야만 한다.
• 분리형 회수 시스템 확립은 바이오로깅의 역사 속에서도 중요한 한 걸음이 되었다. 
• 분리 회수 시스템이나 인공위성을 활용한 팝업 태그의 보급에 따라 잠수하는 동물뿐만 아니라 어류에게도 ㅗ바이로로깅을 응용할 수 있게 되었다.

4장 잠수하다 - 잠수의 핵심은 바다표범이 알고 있다

• 모든 척추동물이 기원을 거슬러 올라가면 어류에 도달한다.
• 동물의 진화는 사전에 정해진 코스를 따라 일직선으로 쭉 나아가는 것이 아니다. 마치 만취한 취객의 흔들리는 발걸음처럼 이리 비틀, 저리 비틀하며 결국에는 방금 왔던 길을 돌아가기도 한다. 이러나저러나 동물에게 있어 거의 유일하게 달성해야만 하는 목표는 어떻게 현재를 살아남아 다음 세대에게 더 많은 유전자를 남길 것인가, 그것뿐이기 때문이다. 조상이 어떤 모습으로 무엇을 했는지 따위야 알 바가 아닌 셈이다.
• 향유고래는 다른 경쟁자들에 비해 훨씬 더 깊이 잠수할 수 있는 걸까? 몸이 크기 때문이다. 몸이 크면 오래 숨을 멈출 수 있고, 감압증 위험만 줄일 수 있다면 깊게 잠수할 수 있다는 의미다.
• 수중에서 얼마나 오래 숨을 참을 수 있는가는 산소 보유량과 소비 속도로 결정된다. 몸이 커질수록 산소 보유량도, 소비 속도도 함께 증가한다.
• 전례를 깨부순 바다거북의 10시간 잠수
• 잠수는 폐, 혈액, 근육이라는 체내 산소 탱크에 축적된 산소를 조금씩 소비해 가는 과정이다.
• "펭귄 고기는 맛있나요?" "닭고기가 훨씬 맛있을걸요"

 

우수한 잠수능력 조건

1) 체내 산소 탱크가 크고

2) 산소 소비 속도가 느리고

3) 체내 산소 탱크를 끝까지 다 쓸 수 있어야 한다.

5장 날다 - 앨버트로스가 보여 주는 비상의 진실

• 가볍게 날아올라 고도 지점에 도달했을 때 속도는 정체했고, 해면에 스칠 듯 말 듯한 지점까지 하강했을 때 속도가 가장 빨랐다. 이것은 진자 운동이나 마찬가지이다. 최고 지점에서는 위치 에너지가 크고, 그만큼 운동 에너지가 적다.  최고 지점에서 하강함에 따라 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀌어 가기 때문에 가속이 된다. 조류의 비행은 위치 에너지와 운동에너지와의 총량이 일정하다는 에너지 보존 법칙으로 설명할 수 있다.
• 앨버프로스의 상승과 하강 패턴은 바람의 방향과 대응한다. 바람이 불어오는 방향을 향해 고도를 올리고, 최고 지점에서 방향을 빙글 바꾸어 이번에는 바람이 부는 방향을 향해 고도를 낮춘다.
• 활공은 안정된 정상 상태의 운동이기 때문에 날개 주변의 공기 흐름이 단순해 한 장의 그림으로 나타낼 수 있다. 반면 날갯짓 비행은 불안정한 비정상 상태의 운동이어서 한 번의 날갯짓 사이클 안에서도 공기의 흐름이 복잡하게 변화한다. 활공은 고전적인 항공역학개념으로 이해할 수 있지만 날갯짓의 복잡성은 항공역학개념으로는 다 설명할 수 없다.

 

 

 

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