d라이브러리

목숨을 건 교미를 시도하는 거미, 더 멀리 더 높은 곳에서 날려고 노력하는 무당벌레, 색깔로 암컷을 유인하는 가시고기의 세계.

문제

1 바퀴(보통 바퀴벌레라고 함)는 보통 낮에는 쉬고 밤에는 행동하는 일주기성을 가지고 있는데, 하루종일 일정한 빛의 조명하에서 사육하면 주기성 활동을 하지 않게 되는 종류도 있다. 무주기 개체와 일주기 개체를 서로의 체액이 섞일 수 있도록 등을 맞붙이는 수술을 한 다음, 일주기성 개체의 다리를 모두 때어버렸다. 이 두 개체는 어떤 활동을 할까?
①주기성 활동을 한다.
②무주기성 활동을 한다.
③전혀 활동을 하지 않는다.

2 어항 속의 붕어를 물 밖으로 꺼내면 팔딱팔딱거리다 죽어버린다. 그런데 말뚝망둥이는 망그로브 가지에 기어올라 있거나, 물가에서 꽤 떨어진 돌위나 번들거리는 개펄에 누워 있는 것을 볼 수 있다. 이들은 어떻게 물을 떠나 돌아다닐 수 있으며, 어떤 방법으로 호흡할까?
①아가미로 호흡한다.
②입에 물을 머금고 머리를 흔들어 물을 꿀꺽거리게 함으로써 산소를 뽑아낸다.
③개구리와 같이 허파의 축축한 피부로 산소를 공급받는다.

3 물고기 중에는 수컷이 둥지를 만들고 암컷에게 알을 낳게 하는 신기한 고기가 있다. 이것이 가시고기인데, 번식기가 되면 수컷의 배 부위가 붉게 변한다. 이 수컷에게 배쪽이 붉은 색이 아닌 모형 가시고기를 접근시키면 별로 관심을 보이지 않는다. 수컷과 똑같이 배쪽에 붉은 색을 칠한 모형을 가까이 가져가면 어떤 행동을 보일까?
①전혀 관심을 보이지 않는다.
②도망간다.
③맹렬히 공격한다.

4 다음은 봄부터 가을까지 어디에서나 볼 수 있는 무당벌레에 관한 실험이다.
실험(1) (2)에서는 A지점에서 B지점까지 기어간 뒤 날아간다. 그렇다면 다음과 같은 실험을 했을 때 무당벌레는 어떻게 행동할까?

(가)
①A지점에서 날아간다.
②B지점에서 날아간다.
③C지점에서 날아간다.
④날지못한다.
(나)
①A지점에서 날아간다.
②C지점에서 날아간다.
③D지점에서 날아간다.
④날지못한다.

5 바다에서 사는 고래는 아가미로 호흡하지 않고 지상동물과 같이 콧구멍으로 공기를 들이마시는 허파호흡을 한다. 만약 고래를 땅위에 올려 놓으면 어떻게 될까?
①움직이지 못하나, 먹이를 공급해 주면 살 수 있다.
②호흡이 곤란해 살 수 없다.
③별 탈 없이 살아간다.

6 거미는 대부분의 경우 암컷이 수컷보다 몸집이 크다. 이들이 교미를 할 때 암컷은 수컷을 교미의 상대라기보다는 먹이로 여기기 때문에 수컷에게 큰 위험이 따른다. 밤에 활동하는 야행성 거미의 수컷은 암컷에게 어떻게 접근할까?
①상대방의 긴 다리를 조심스럽게 쓰다듬어 본 후에 접근한다.
②몸을 비벼 소리를 낸 후에 접근한다.
③상대방의 주위를 몇 바퀴씩 돌다가 기회를 보아 접근한다.

정답

1 ①일주기 개체를 등에 짊어진 무주기 개체는 종일토록 일정한 빛의 조명하에 놓여 있었음에도 불구하고 명확한 주기성 활동을 나타낸다.
두 마리 사이에는 신경의 연락이 없으며, 체액만이 섞여 있을 뿐이다. 그런데도 이런 실험 결과가 나타난 것은 체액을 통해서 일주기성 바퀴로부터 무주기성 바퀴의 행동을 지배하는 물질이 전달되었기 때문이다.

이런 물질을 호르몬이라 한다. 이것이 직접 혈액에 분비돼 혈류를 따라 온 몸에 전달되므로 표적기관에 영향을 미치게 된다.

바퀴는 머리 부분을 잘라버려도 며칠 동안은 산다. 일주기성 활동을 하는 개체의 머리를 잘라버리면 주기성을 잃어버리고 무주기성 활동을 하게 된다. 이러한 현상으로 보아 호르몬은 머리 부분에서 만들어짐을 알 수 있다. 바퀴는 뇌의 일부인 뇌간부에서 이 물질을 분비, 주기성 활동을 조절한다.

2 ②말뚝망둥이는 몸통 뒤끝을 갑자기 굽혔다가 폄으로써 조금씩 뛰면서 움직인다. 지느러미에 근육이 잘 발달돼 있어서 단단한 목발 구실을 해 밀고 나간다. 말뚝망둥이는 다른 물고기처럼 아가미로 호흡하는데 물밖에 나와 있을 때는 입에 물을 머금고 머리를 흔들어 그 물이 입가에서 꿀꺽거리게 함으로써 산소를 뽑아낸다. 또한 축축한 피부를 통해서 대기의 산소를 어느 정도 직접 받아들이기도 한다. 그러나 이런 방법으로 오래 지탱할 수는 없으므로 몇분 안에 다시 물속으로 들어가 피부를 적시고 신선한 물을 머금고 나와야 한다.

3 ③가시고기는 등지느러미와 배지느러미에 가시를 갖고 있다. 봄이 되어 번식기가 되면 수컷의 배가 붉은 색으로 변하는데 이것을 혼인색이라고 한다. 수컷은 무리에서 떠나 자기만의 세력권을 만들고 물풀 따위로 산란할 집을 짓는다. 모양은 항아리를 옆으로 누인 것 같으며 2~3일 걸려 완성한다. 이때 다른 수컷이 나타나면 맹렬히 싸워 쫓아낸다. 그러나 암컷이 나타나면 붉은 배를 보여주면서 암컷을 유인한다.

수컷은 암컷에게 다가갔다가 다시 물러나는 동작을 여러 번 되풀이하는 사랑의 춤(지그재그댄스)을 추어 암컷을 둥지 안으로 유인한다. 둥지에 들어간 암컷의 꼬리 부위를 건드리면 산란하게 되고 그 알 위에 수컷은 정액을 뿌려 수정시킨다.

4 (가)-④ (나)-③ 무당벌레는 기어가다 날아갈 때 더 멀리, 더 높은 곳에서 날으려는 습성을 보여준다. (가)의 실험에서는 왔다갔다만을 반복해 결국 날지 못한다(시소이기 때문에). (나)의 실험에서는 D지점까지 기어 올라간 뒤 날아간다.

무당벌레는 전세계에 3천여종이 있으며 우리나라에는 칠성무당벌레 외에 20여종이 있다. 봄부터 가을까지 연중 어디서나 볼 수 있으며 대부분은 식물의 꽃 화밀 등을 먹고 일부 종류는 진딧물이나 깍지벌레 등을 포식한다.

유충이나 성충 모두 위험에 처하게 되면 황색의 액체를 분비, 방어자세를 취한다. 몸의 색은 흑색 갈색 회색이 보통이다. 그 밖에도 선명한 색 또는 여러가지의 금속색 무늬를 갖고 있고 색채의 변이가 매우 심하다.

5 ②고래가 물위에 올라오면 공기중에서는 몸을 지탱할 수가 없다.

고래의 갈비뼈와 가슴뼈가 느슨하게 연결돼 있는데다 가슴벽도 튼튼하지 않기 때물이다. 그래서 물 속이 아닌 땅에서는 도저히 내장을 보호할 수 없는 것이다.

만약 고래가 땅위에 올라온다면 몸 속에 있는 허파나 그 밖의 내장이 강한 압박을 받아 호흡을 할 수가 없게 된다.

고래의 콧구멍은 머리 위쪽에 있어 자주 해면에 나타나 공기를 내뿜고 다시 들어마신 후 물 속에 잠긴다. 고래가 잠을 잘때는 허파로 호흡하므로 물 속에서 잠자기가 곤란해 물위에서 잔다. 어떤 고래들은 산호초 주변이나 해변의 모래위에서 몸을 반쯤 물밖으로 내밀고 잠을 자는데, 보통 한번에 80분 정도씩 잔다.

6 ①거미는 암컷이 수컷에 비해 매우 크기 때문에 교미 중이거나 교미가 끝난 수컷은 잡아 먹힐 수 있다. 그러므로 수컷이 사랑을 구할 때는 극도로 신중하며, 구애방법은 놀라운 정도로 다양하고 교묘하다.

그물을 치고 사는 거미들은 수컷이 암컷의 그물 옆까지 잠입해 들어가서 그물 한 귀퉁이를 독특한 방법으로 두들겨 진동을 일으킨다. 이 진동이 암컷에게 보내는 사랑의 메시지다. 다른 종의 거미는 뇌물을 증여, 신뢰를 얻기도 한다. 수컷은 벌레를 한마리 잡아서 거미줄로 포장해 암컷에게 조심스럽게 선사한다. 암컷이 선물을 뜯어보는데 열중할 때 수컷은 암컷을 거미줄로 결박한 후 교미한다.

야행성 거미들은 극도로 발달된 더듬이를 활용, 그들의 먹이를 찾는다. 따라서 그들끼리 만나면 우선 상대방의 긴 다리를 조심스럽게 쓰다듬어 본다. 둘은 상당히 주저한 끝에 비로소 좀더 가까이 접근한다.

이와 같은 수컷의 주도면밀한 예방조치에도 불구하고 암컷으로부터 적시에 탈출하는데 실패할 경우, 수컷은 결국 암컷에게 잡아 먹히고 만다.