d라이브러리

물고기가 여름에 숨쉬기 힘들어지는 이유

동물은 살아가는 데 필요한 에너지를 얻기 위해 산소가 필요해요. 땅 위에 사는 동물은 공기를 들이마신 후, 폐를 통해 산소만 흡수하지요. 한편, 바다나 강에 사는 어류는 물에서 산소를 얻어요. 물에는 공기 중의 산소가 녹아 들어가 있거든요. 이를 ‘용존 산소’라고 한답니다.

용존 산소는 아가미에 있는 ‘새엽’이라는 빗살 모양의 조직을 통해 물고기 몸속으로 들어와요. 물이 새엽 사이를 이동할 때 산소가 새엽의 혈관으로 흡수되지요. 용존 산소량이 많을수록 어류는 더 많은 산소를 얻을 수 있답니다.

그런데 수온이 높아지는 여름에는 용존 산소량이 줄어들어요. 온도가 높을수록 액체에 녹을 수 있는 기체의 양이 줄기 때문이지요. 탄산음료를 냉장고에서 꺼내 상온에 두면 김이 빠지는 것도 같은 원리예요. 탄산음료에는 이산화탄소 기체가 녹아 있는데, 주변의 온도가 높아지면서 이 기체가 공기 중으로 빠져나가는 거예요.

여름철 용존 산소량이 줄어드는 이유는 또 있어요. 식물성 플랑크톤이 늘어나기 때문이에요.

◀ 물속에 녹조류와 남조류가 늘어나서 발생하는 녹조.

강이나 바다에는 눈에 보이지 않는 작은 식물성 플랑크톤이 살고 있어요. 광합성으로 에너지를 얻는 생물이라서 수온이 높고, 햇빛의 양이 많은 여름에 가장 잘 번식하지요.

식물성 플랑크톤은 종류에 따라 색이 달라요. 물속에 녹색인 녹조류가 늘어나 물이 녹색으로 변하면 녹조, 붉은 색인 규조류가 늘어나면 적조라고 부른답니다.

이렇게 늘어난 식물성 플랑크톤이 죽으면 위로 떠올라서 수면을 가득 채워요. 이 사체에 막혀서 공기 중의 산소가 물속으로 녹아 들어가지 못해요. 게다가 사체가 썩는 과정에서 산소를 계속 소비하게 되지요. 그래서 물속의 산소량이 점점 줄어든답니다.

 

남극에 사는 물고기는 피가 투명하다?!

일 년 내내 추운 날씨가 이어지는 남극 바다의 수온은 영하 1.8℃에서 영상 4℃ 사이에요. 온대나 열대 지역의 바다보다 훨씬 낮지요. 이처럼 수온이 낮으면, 기체의 용해도는 높아져요. 즉, 남극 바다는 다른 지역보다 더 많은 산소가 녹아 있는 거예요.

이런 이유로 남극 지역에 사는 어류는 항상 풍부한 산소를 얻을 수 있어요. 그래서 생김새나 몸속 기관이 온대나 열대 지방의 어류와는 다르지요. 척추동물 가운데 유일하게 투명한 혈액이 흐르는 남극 빙어가 대표적인 예랍니다.

온대나 열대지역에 사는 대부분의 척추동물은 혈액이 빨간색이에요. 혈액 속 적혈구에 들어 있는 헤모글로빈이 빨간 색소를 갖고 있기 때문이지요. 헤모글로빈은 밖에서 들어온 산소와 결합해 몸 곳곳에 산소를 운반하는 역할을 한답니다.

그런데 산소가 풍부한 곳에 사는 남극빙어는 헤모글로빈의 양이 아주 적어요. 그 대신 혈액의 액체 성분인 혈장이 산소를 운반하지요. 산소가 풍부한 환경에서는 혈장만으로도 충분히 산소를 흡수할 수 있어서 헤모글로빈을 생성하고, 유지하는 데 에너지를 낭비하지 않도록 진화한 거예요. 차가운 물속에서 살기 위해서는 에너지를 아껴 쓰는 게 가장 중요하거든요.

또 남극 빙어는 다른 어류에 비해 심장이 두 배나 크고, 혈액의 양도 훨씬 많아요. 헤모글로빈이 적은 대신 심장이 한 번 박동할 때 더 멀리까지 혈액을 이동시켜 몸 곳곳에 산소를 운반한답니다.

 

“그때도 날씨가 더워져서 물고기가 죽었나요?”

시원이의 물음에 교장 선생님은 고개를 절레절레 흔들었지요.

“누군가 바다로 들어오는 물을 막았기 때문이었어.”

비밀과학수사대 친구들이 모르겠다는 표정을 짓자, 오육칠 박사가 나섰어요.

“흐르던 물을 일부러 막으면 고인 물은 점점 썩어서, 물고기가 살 수 없게 된단다.”

“어머! 도대체 왜 물을 막았는데요?”

오로라는 흥분해서 두 주먹을 불끈 쥐었지요. 교장 선생님은 한 손으로 오로라의 머리를 쓰다듬으며, 다른 손으로는 바다 어딘가를 가리켰지요.

“저 어딘가에 아주 값진 보물이 숨겨져 있기 때문이지.”

“보물이요?”