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붕어를 순간적으로 얼리면 꽁꽁 얼었다가 다시 살아난다는데…. 붕어를 급속히 얼렸다가 살려내는 실험을 통해 차가운 얼음물 속에서 사는 붕어들의 겨울나기를 생각해 보자.

■ 준비물/붕어, 액체질소, 글리세린 또는 설탕물, 뜰채, 1회용 비닐장갑, 면장갑, 초시계, 5백mL비커, 샬레
■ 실험방법
 

1. 붕어를 뜰채로 건져내 세포건조를 방지하는 글리세린을 바른다. 글리세린 대신 진한 설탕물을 사용해도 가능하다.
 

2. 글리세린을 바른 붕어를 액체질소 속에 약 7초 정도 넣었다 꺼낸다. 동결된 붕어는 깨지기 쉬우므로 주의깊게 다뤄야 한다.
 

3. 냉동된 붕어를 얼음물 속에 넣고, 살아나는 과정을 관찰한다.

■ 왜 그럴까?

냉동된 붕어는 다시 살아난다. 왜냐하면 액체질소로 인해 급속도로 동결될 경우 얼음결정이 형성될 시간이 부족해 세포막의 파열이 일어나지 않기 때문이다. 세포와 세포 사이의 공간에 있는 물이 얼음으로 변하면 상대적으로 세포외액의 농도가 높아져 세포 안에 있는 물이 세포외액 쪽으로 빠져나간다. 그래서 세포외액에서만 얼음이 형성되고 세포내부에는 큰 피해가 없다.

붕어 표면에 글리세린을 바른 이유는 동결과정에서 세포가 건조되는 것을 방지하고, 온도 변화에 의한 단백질의 파괴를 막기 위해서다. 세포를 보호하는데 중요한 것은 체액 속의 '부동 물질' 이다. 붕어나 개구리의 몸 속에도 부동물질이 들어있는데, 개구리의 경우에는 포도당을 사용한다. 사람은 체액 1mL당 50-1백mg의 포도당을 가지고 있는데, 개구리는 몸이 얼기 시작하면 체액 1백mL당 4천5백mg라는 많은 양의 포도당(간 속에 저장해 두었던 글리코겐을 포도당으로 재빨리 전환한다)을 세포 내부로 보내 세포가 어는 것을 막는다. 이것이 추운 겨울을 나는 변온동물인 개구리의 생존방식이다. 항온동물인 사람은 냉동시킬수는 있지만 해동시키는 기술이 발전하지 않아 되살려내기 어렵다.
 

■ 신과림박사의 실험파일

1. 실험은 금붕어가 잘된다.
2. 100% 글리세린을 사용하면 아가미가 막힐 수 있으므로 약 70%정도로 희석해 사용한다. 글리세린은 친수성 물질로 피부에 있는 수분이 외부로 빠져나가지 못하게 한다. 글리세린은 피부를 항상 촉촉하도록 유지시키는 것으로 로숀이나 크림의 재료로 사용된다.
3. 액체 질소의 온도는 -1백96℃이므로 피부에 닿지 않도록 한다.
4. 붕어를 7초 이상 액체질소에 넣으면 뇌가 손상돼 해동된 후 균형감각을 잃는다.
5. 해동시 냉동 붕어는 온도 변화를 줄이기 위해 얼음물에 넣어야 한다.
6. 액체질소는 10L당 7만원이고, 10L용 액체질소를 담을 수 있는 병은 70만원이다. 사용할 때는 진공 보온병에 나눠 쓴다. 학교에서 신청해 구입할 수 있다.