동물의 알중 가장 크고 단단한 타조의 알. 이 알을 넘보는 독수리가 지금 특수작전을 벌이고 있다.

문제

(1) 다음은 쥐의 문제 해결능력을 실험하기 위해 고안한 장치이다. 쥐가 닿지 않은 선반 위에 먹이를 놓아 두었다. 쥐는 사다리를 타고 선반 1에 올라간 후, 그 다음에 어떻게 해서 선반 2에 있는 먹이를 먹을까?

① 원래 쥐는 벽을 잘 타므로 벽으로 기어 올라가서 먹이를 먹는다.
② 줄을 타고 올라가서 줄의 반동을 이용해 선반 2로 뛰어내린다.
③ 줄을 잡아 당겨서 사다리를 끌어 올린 다음 그 사다리를 타고 올라간다.

쥐의 문제 해결능력 실험

(2) 침팬지는 지능이 매우 높은 편이어서 여러가지 지능행동을 보여준다. 침팬지가 아주 좋아하는 먹이로는 흰개미가 있는데, 이들은 흰개미를 어떻게 잡아먹을까?

① 발바닥(앞발)에 꿀을 발라서 흰개미를 유인해 잡아 먹는다.
② 가는 풀 줄기를 개미집에 넣어 줄기에 붙어 나오는 개미를 핥아 먹는다.
③ 나뭇가지로 개미집을 파헤친 뒤 개미들을 잡아 먹는다.

(3) 타조의 알은 직경 15〜20cm정도이고 무게가 1.5kg 가량이며 매우 단단하고 무겁다. 그런데 이런 타조알을 먹을 수 있는 유일한 독수리가 있다. 이집트 독수리인데, 이들은 어떻게 타조알을 깰 수 있을까?

① 타조알을 공중으로 가지고 날아가서 떨어뜨려 깨뜨린다.
② 공중에서 돌을 떨어뜨려 알에 맞혀 깬다.
③ 부리로 돌을 문 뒤 타조알에 돌진해 깬다.

(4) 사막지방에 사는 가래발개구리는 사막의 더위와 가뭄으로부터 몸을 지키기 위해 1년중 10개월동안 땅속에서 비가 내리는 날을 기다리며 휴식을 취하고 있다. 이들은 어떻게 물이 없이도 10개월동안 견딜 수 있을까? 다음 설명 중 타당하지 않은 것은?

① 방광 속에 물을 저장해 두고 조금씩 사용한다.
② 흙속에 있는 수분을 피부로 흡수한다.
③ 땅 속에 있는 벌레들을 잡아먹음으로써 벌레의 수분을 흡수한다.

(5) 곤충은 각기 자기 몸의 특성에 맞는 방법으로 숨을 쉰다. 물속에서 사는 물방개는 10분 정도 물속에 잠수해 있을 수 있다. 물방개는 어떤 방법으로 물속에서 숨을 쉴까?

① 수면 위로 나와 등에 공기를 저장하고 들어가 숨쉰다.
② 빨대처럼 생긴 관을 수면 위로 뻗어 공기를 빨아들인다.
③ 아가미를 통해 물속의 산소를 흡수한 후 기관으로 호흡한다.

(6) 말미잘의 촉수에는 독이 있으므로 보통 물고기는 이것에 닿으면 마비돼 움직이지 못하게 된다. 그러나 흰동가리 무리는 이 촉수 사이를 자유롭게 헤엄쳐 다닐 수 있다. 이들은 왜 말미잘의 촉수에 당하지 않을까?

① 흰동가리는 다른 물고기에 비해 비늘이 두꺼워서 말미잘의 독이 퍼지지 못한다.
② 흰동가리와 말미잘은 공생관계이므로 말미잘이 촉수를 사용하지 않는다.
③ 흰동가리의 살갗에서 나오는 끈적끈적한 점액물질이 온몸을 둘러싸고 있어 독이 침입하지 못한다.

정답

(1) ③ 포유류는 여러가지 동물중에서 가장 발달된 뇌를 가지고 있다. 특히 대뇌가 발달돼 있어서 본능적인 행동 외에 학습을 통해 배운 행동이 보태어지는 경우가 흔하다. 또한 지능적인 행동을 보여 주기도 한다. 쥐는 문제를 해결하는 능력이 매우 뛰어나 미로(迷路)에서도 길을 잃지 않는다. 심지어는 눈을 가리거나 소리 냄새 등을 맡지 못하게 해도 나가는 길을 찾아낸다.

이 실험의 경우, 쥐는 사다리를 타고 선반 1에 오른 다음 여러가지 방법을 강구하다가 줄을 잡아 당겨서 사다리를 끌어 올린다. 그런 뒤에 그 사다리를 타고 선반 2에 올라가는 놀라운 행동을 보인다.

(2) ② 긴팔 원숭이 오랑우탄 고릴라 침팬지 같은 유인원 무리는 뇌가 잘 발달돼 있어서 행동도 복잡하다. 이들은 집단을 이루고 생활하며 몇가지 몸짓 언어로 대화를 나누기도 한다. 지능이 발달해 생후 10~12개월 정도의 어린애와 비슷한 수준이며 도구를 사용하기도 한다.

이들이 흰개미를 집아 먹을 때는 가는 풀 줄기를 개미집에 넣어 줄기에 붙어 나오는 개미를 핥아먹는다. 또 나무 구멍에 괴어 있는 물을 마실 때에는 나뭇잎을 씹어서 부드럽게 한 다음 물에 적셔서 그것을 입에 넣어 짜 먹는다. 이들은 다른 녀석이 먹이를 먹고 있으면 달라고 조르기도 하고 나누어 주기도 한다. 침팬지는 입술을 맞대기도 하고 손을 맞잡기도 하는 등 여러가지 방법으로 인사를 한다. 화를 내거나 기쁨 두려움 슬픔 등의 감정을 사람과 비슷하게 얼굴표정으로 나타낸다.

(3) ② 독수리는 토끼 다람쥐 새 새끼사슴 등을 사냥하는 육식성 새로 주둥이는 굵고 끝이 날카롭게 구부러져 있다. 발가락도 강하고 날카로운 발톱을 가지고 있다. 또 독수리의 눈은 대단히 예리해 보통 사람의 눈에 8배짜리 쌍안경을 달고 보는 것과 같은 시력을 자랑한다. 이 눈으로 일단 먹이를 발견하면 엄청난 속력으로 날아 예리한 발톱으로 먹이에 일격을 가한다. 일단 먹이를 잡으면 하늘 높이 솟아 오른다.

그런데 타조알은 이러한 독수리의 발톱이나 부리에도 절대 깨지지 않을 만큼 단단하며 독수리가 안고 날아갈 수도 없다. 이집트독수리는 타조알을 발견하면 근처에서 적당한 크기의 돌을 찾아 부리로 물고 날아오른 다음 정확하게 타조알 위로 떨어뜨려 구멍을 내서 타조알을 먹는다.

(4) ③ 가래발개구리는 미국 남서부 소노라사막에 주로 사는데 이 사막은 1년 중 8월에 두세번 정도 비가 내리고 만다. 이 개구리는 사막이라
는 가혹한 환경에서 견디기 위해 1년중 대부분을 1m 정도의 땅 속에서 휴식을 취한다. 그러다 여름에 비가 내리면 땅위로 기어 나와 짝짓기를 하고 물 웅덩이에 알을 낳는다. 산란후 1, 2일 지나면 올챙이가 알에서 깨어난다. 빠른 것은 수정후 9일만에 완전히 성숙한 개구리가 된다(우리나라 개구리는 알에서 개구리가 되기까지 약 3개월이 걸린다).

가래발개구리는 보통 개구리와 구별되는 특별한 능력을 가지고 있다. 이들은 방광 속에 체중의 3분의 1정도나 되는 물을 저장해 두고 극히 조금씩 사용한다. 바삭바삭한 흙속에서도 피부를 통해 수분을 흡수하는 능력이 있다. 일반적으로 포유류는 15% 정도의 수분을 잃으면 생명이 위험하나 이들은 짧은 지상생활 기간에 닥치는대로 먹이를 먹는다. 보통 개미 바구미 지네 전갈 등이 가래발개구리의 음식이 돼 준다. 특히 튼튼하고 강한 놈은 살아남기 위해 동료를 잡아먹기도 한다. 거의 1년 동안 아무 것도 먹지 않고 지내려면 충분한 양의 지방을 저장해둬야 하기 때문이다.

(5) ① 곤충은 모두 기관으로 호흡한다. 물 속에 사는 곤충도 마찬가지다. 물방개는 물 속에서 살지만 원래는 땅에서 살던 곤충이므로 가슴과 배에 있는 기관으로 숨을 쉰다. 이들은 이따금씩 물 위로 떠올라 꽁무니를 물밖으로 내민다. 그리고 날개껍질 속으로 공기를 빨아들인다. 이렇게 몸에 공기를 붙여서 물속으로 들어간 뒤 그 공기로 숨을 쉬는 것이다. 숨 쉬면서 생기는 공기거품이 점점 작아지게 되면 새로운 공기로 교환하기 위해 다시 물위로 떠오른다. 이런 반복작용으로 길게는 10분 정도 물속에서 견딜 수 있다.

한편 물사마귀는 꼬리에 붙은 빨대처럼 생긴 긴 관을 수면 밖으로 내밀어 숨을 쉰다. 아가미를 통해 숨쉬는 곤충도 있다. 예컨대 실잠자리 애벌레의 꼬리 끝에는 물고기와 구조가 다른 아가미가 붙어 있다.

말미잘의 촉수 사이를 누비고 다니는 흰동가리

(6) ③ 말미잘은 대표적인 강장동물인데 촉수에 있는 자세포로 물고기를 마비 시킨 다음 촉수로 물고기를 끌어들여 강장에 가두어 버린다. 그러나 흰동가리 무리는 피부에서 끈적끈적한 액체가 나와 몸을 둘러 싸므로 말미잘의 독액으로부터 안전할 수 있다.

흰동가리는 자라돔 무리로 몸길이는 15cm 내외다. 아름다운 주황색 바탕에 백색 띠를 두르고 있는 이 흰동가리는 말미잘의 촉수 사이를 누비고 다니기 때문에 적으로부터 보호 받을 수 있다. 이들은 먹이를 잡으면 반드시 말미잘이 있는 곳까지 와서 먹는다. 이때 먹다 남은 것은 말미잘이 먹게 된다. 말미잘은 적으로부터 흰동가리를 보호하고 대신 흰동가리는 먹이를 제공하는 상리공생 관계를 이루는 것이다.

한 마리의 말미잘 주변에는 보통 암수 두마리의 흰동가리가 살고 있다.