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[통합과학교과서] <토끼와 거북> 토끼의 고민

관련 단원│ 통합과학 2-3│ 생명시스템

“탐정님, 사무실 주변에 누군가가 계속 서성이고 있던데요? 처음 보는 동물이었는데…. 좀 수상해 보였어요.” 꿀록은 손오공 무리가 돌아간 뒤에도 계속 손오공의 말이 신경쓰였어요. 그래서 망설이던 꿀록은 결국 개코와 사무실 주변을 둘러보기로 했지요. 그런데 그때였어요. 누군가 어두운 수풀에서 튀어나와 꿀록을 덥썩 잡았지요. 

“혹시 꿀록…, 탐정님?” 

 

 

스토리 따라잡기│ 갑자기 분위기 고민상담 

 

“으악! 깜짝이야!” 

 

그렇지 않아도 ‘수상해 보이는 동물’을 찾느라 잔뜩 겁을 먹었던 꿀록은 누군가 갑자기 튀어나오자 깜짝 놀라 뒤로 나자빠졌어요. 


“죄송해요. 놀래키려던 건 아니었는데….” 


꿀록을 잡은 건 다름 아닌 동화마을 토끼였어요. 꿀록은 넘어져서 아팠지만, 갑자기 구겨진 체면이 떠올라 아무렇지 않은 척 툭툭 털고 일어났어요. 그리고 토끼를 쳐다보며 물었지요. 


“저를 찾으셨나요? 혹시 의뢰할 사건이라도…?” 


그러자 토끼는 근심 가득한 표정으로 꿀록을 붙잡고 말했어요. 

“꿀록 탐정님, 사실…, 사건 의뢰는 아니고 고민 상담인데….” 


꿀록이 고개를 끄덕이자 토끼는 기다렸다는 듯이 입을 뗐어요. 사실 토끼는 야행성인데 오래 전, 거북이와의 경주에서 낮잠을 자다가 진 충격으로 경주 이후엔 체질을 바꾸어 아침형 토끼가 됐다는 거예요. 


“그런데 최근 들어 문제가 생겼어요. 다가오는 5월, 명예 회복을 위해 다시 거북이와 달리기 경주를 하기로 했는데, 요즘 또 낮에 졸음이 밀려드는 거예요. 도저히 잠을 이길 수가 없어요. 왜 그런 걸까요? 이런 고민도 해결해주실 수 있나요?” 토끼가 고민을 토로하자 꿀록은 깊은 고민에 빠졌어요. 


“음…. 제가 해결해드릴 수 있을진 모르겠지만 이유는 알겠군요.” 

 

 

통합과학 개념 이해하기 잠자는 시간은 OOOO이 정한다?!  

 

매일 아침 눈을 뜨고, 밤이 되면 잠이 들고, 다음날 해가 뜨면 또 다시 일어나며 하루가 시작됩니다. 이렇게 매일 반복되는 하루는 수면 주기 덕분이에요. 그리고 수면 주기는 호르몬이 조절하지요. 


그중 가장 대표적인 호르몬이 바로 ‘멜라토닌’이에요. 멜라토닌은 우리가 어두운 곳에 있을 때, 뇌 속 솔방울 샘에서 만들어져 분비돼요. 그뒤, 혈관을 통해 다른 기관으로 이동하고, 몸이 쉬도록 생체 시계를 조절하지요. 


그런데 여기서 잠깐! 우리 몸은 우리가 밝은 곳에 있는지, 어두운 곳에 있는지 어떻게 알까요? 그건 눈을 통해 들어오는 빛의 양을 감지하는 기관이 몸 안에 있기 때문이에요. ‘시신경교차상핵’이 바로 그런 역할을 하지요. 시신경교차상핵은 눈을 통해 많은 양의 빛이 들어오면 시신경을 통해 그 정보를 받아들여요. 그럼 신경 세포가 이 정보를 뇌의 한 부분인 솔방울샘으로 전달하지요. 솔방울샘은 이 정보를 ‘멜라토닌을 만들지 말라’는 신호로 받아들인답니다. 결국 빛이 멜라토닌이 만들어지지 않도록 막는 역할을 하는 셈이지요. 


반면, 밤엔 빛의 양이 줄어들어 ‘멜라토닌을 만들지 말라’는 신경 신호가 약해져요. 그러면 솔방울샘은 방해하는 신호가 없으니 계속해서 멜라토닌을 만들어내지요. 이런 원리로 멜라토닌은 우리가 잠을 자는 시간인 자정부터 아침 8시 사이에 가장 많답니다. 그리고 해가 뜬 뒤부터 다시 줄어들지요. 


한편, 멜라토닌은 계절에 따라 만들어지는 양이 달라요. 빛의 양에 영향을 받기 때문에 해가 늦게 뜨고 일찍 지는 겨울에 가장 많이 만들어지고, 해가 일찍 떠서 늦게 지는 여름에 가장 적게 만들어지지요. 이 때문에 계절이 바뀔 때면 우리 몸도 적응할 시간이 필요하답니다. 흔히 봄이 오는 시기에 나른하고 졸음이 쏟아지는 ‘춘곤증’이 잘 나타나는데, 그 원인으로 이런 호르몬의 변화가 꼽히기도 하지요.  

 

 

통합과학 넓히기  잠을 안 자도 멀쩡한 동물이 있다?!

 

하루라도 잠을 제대로 못 자면 바로 다음날 꾸벅꾸벅 조는 것은 물론, 온종일 피곤한 느낌이 들어요. 잠을 자는 동안 근육과 뇌 등의 신체가 쉬고, 낮 동안 활발했던 대사 활동도 줄어들어야 하는데 그러지 못했기 때문이지요.  잠이 필요한 건 사람뿐만이 아니에요. 야생에서도 대부분의 동물이 잠을 자죠. 심지어 홍학이나 돌고래와 같은 동물은 천적의 공격으로부터 스스로를 방어하면서, 휴식 도 취할 수 있도록 뇌의 한 쪽씩 잠을 청한답니다. 그런데 이와 달리 평생 잠을 안 자고도 멀쩡한 동물이 있어요. 바로 초파리예요. 지난 2월 말, 영국 임페리얼칼리 지 조르지오 길레스트로 교수팀은 초파리가 평생 잠을 자지 않아도 건강에 영향이 없다는 연구 결과를 발표했어요. 연구팀은 실험실에서 노랑초파리 암컷 881마리, 수컷 485마리를 대상으로 실험했어요. 이전까지는 과학자들이 초파리가 가만히 있을 때를 잠자는 시간으로 계산한 것과 달리, 연구팀은 가만히 있는 초파리의 활동도 세세하게 구별했지요. 그 결과 수컷 초파리들은 평균 10시간 18분, 암컷 초파리들은 평균 5시간 정도 자는 것으로 밝혀졌답니다. 

 

 하지만 이 중에서도 암컷의 6% 정도는 하루에 평균 72분 정도만 잠을 잤어요. 또 암컷 중엔 하루 평균 15분, 14분, 4분만 자는 암컷 초파리도 각각 한 마리씩 있었지요. 


이를 본 연구팀은 초파리가 잠을 자지 못하도록 막으면 초파리의 건강이나 수명에 이상이 생길지도 실험했어요. 계속해서 돌아가는 회전통에 초파리를 넣고 수면 시간의 95.6%를 방해했지요. 하지만 실험 결과, 수면 시간에 따라 초파리의 수명은 크게 달라지지 않았답니다. 


연구를 이끈 길레스트로 교수는 “음식을 먹는 일은 생물이 에너지를 얻기 위해 꼭 필요한 활동이지만, 이번 연구를 통해 잠은 어떤 생물에겐 필수는 아니라는 걸 알게 됐다”고 밝혔답니다.  

 

스토리 따라잡기│

“이렇게 어두운 곳에 계속 계시니까 그렇죠. 날씨도 좋은데 밝은 곳에 나가서 좀 달려 보세요.” 


토끼의 문제는 늘 어두운 곳에 숨어있는 버릇이었어요. 추운 겨울 동안 어두운 곳에 숨어 에너지를 아끼다보니 다시 잠이 많아진 거예요. 토끼는 꿀록의 조언을 듣고 자신의 마음가짐이 문제가 아니란 걸 깨달아 다행이라며 꿀록에게 연신 고맙다고 말했지요. 


“정말 고마워요, 꿀록 탐정님! 진작에 이 고민 상담을 하러 사무실로 찾아뵙고 싶었는데…. 사무실 앞에 늘 수상한 동물이 서성이고 있더라고요.” 
“네? 수상한 동물이요? 그게 토끼님 아니었어요?” 

 

 

 

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2019년 09호 어린이과학동아 정보

  • 신수빈 기자 기자

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