반수생 도마뱀의 한 종은 수중에서 숨을 쉬기 위해 콧구멍 위에 특별한 거품을 생성합니다. 사진 제공: Lindsey Swierk
세계에서 가장 작은 스쿠버 다이버를 소개합니다: 반수생 도마뱀 종은 물속에서 숨을 쉬고 포식자를 피하기 위해 콧구멍 위에 특별한 거품을 생성합니다.
빙햄턴 대학(Binghamton University)의 생물학 조교수인 린지 스워크(Lindsey Swerk)는 코스타리카 남부의 열대 우림에서 발견되는 반수생 도마뱀의 일종인 물-아놀을 연구합니다. 이 도마뱀은 포식자의 위협을 느끼면 물속으로 잠수하여 머리 위로 거품을 들이마십니다.
"우리는 그들이 정말 오랫동안 물속에 머무를 수 있다는 것을 알고 있습니다. 우리는 또한 그들이 이 공기 방울에서 산소를 끌어당기고 있다는 것을 알고 있습니다"라고 Swierk는 말했습니다. "우리는 이 거품이 호흡에서 실제로 어떤 기능적 역할을 하는지 알지 못했습니다. 도마뱀이 하는 행동이 단지 피부의 특성이나 호흡 반사의 부작용인 것일까, 아니면 이 거품이 실제로 거품이 없을 때보다 더 오래 물속에 머물 수 있게 해주는 것일까?"
거품이 호흡에서 기능적 역할을 하는지 아니면 단순히 부산물인지 조사하기 위해 Swierk는 거품 형성을 방지하는 물질을 도마뱀의 피부 표면에 적용했습니다. 이 논문은 "Novel rebreathing adaptation extends dive time in a semi-aquatic lizard"라는 제목으로 Biology Letters에 게재되었습니다.
"도마뱀 피부는 소수성입니다. 일반적으로 이렇게 하면 공기가 피부에 매우 단단히 달라붙어 이 기포가 형성될 수 있습니다. 그러나 피부 연화제로 피부를 덮으면 공기가 더 이상 피부 표면에 달라붙지 않아 기포가 형성되지 않습니다"라고 Swierk는 말했습니다.
스위어크는 도마뱀이 생산할 수 있는 거품의 수와 그들이 물속에 얼마나 오래 머무를 수 있는지를 기록했고, 그것들을 정상적으로 숨을 쉴 수 있게 허용된 대조군의 도마뱀과 비교했습니다. 그녀는 대조군의 도마뱀이 거품 형성이 손상된 도마뱀보다 32% 더 오래 물속에 머무를 수 있다는 것을 발견했습니다.
"이것은 거품의 적응적 중요성을 진정으로 보여주는 첫 번째 실험이기 때문에 매우 중요합니다. 거품을 재호흡하면 도마뱀이 물속에 더 오래 머무를 수 있습니다. 이전에는 패턴을 보면서 의심했지만 기능적 역할을 수행하는지 실제로 테스트하지는 않았습니다"라고 Swierk는 말했습니다.
이 연구는 거품이 도마뱀이 더 오랜 기간 동안 물속에 머물도록 도와 포식자로부터 피난처를 제공한다는 것을 확인했습니다.
"아놀은 숲의 치킨 너겟과 비슷합니다. 새가 먹고, 뱀이 먹는다"고 스윅은 말했습니다.
"그래서 물속으로 뛰어들면 많은 포식자로부터 도망칠 수 있고 물속에 아주 가만히 있을 수 있습니다. 그들은 수중에서도 꽤 잘 위장되어 있으며 위험이 사라질 때까지 물속에 머물러 있습니다. 우리는 그들이 적어도 약 20분 동안 물속에 머무를 수 있다는 것을 알고 있지만, 아마도 더 오래 머무를 수 있을 것입니다."
앞으로 Swierk는 도마뱀이 거품을 물리적 아가미라고 불리는 것으로 사용하고 있는지 파악하려고 합니다. 물리적 아가미는 거품을 사용하여 수중에서 숨을 쉬는 곤충에서 발생합니다. 곤충은 산소 요구량이 더 적고 물에서 거품의 공기로 확산되는 산소의 양은 곤충을 유지하기에 충분합니다.
물-아놀은 거품으로 확산되는 산소에 의해서만 유지되기에는 너무 클 수 있습니다. 스위어크의 대학원생 중 한 명인 알렉산드라 마틴(Alexandra Martin)은 물의 산소 농도를 변화시키고 도마뱀의 다이빙 시간에 미치는 영향을 측정함으로써 물리적 아가미 형태의 동작이 도마뱀이 수중에서 더 많은 시간을 보낼 수 있도록 하는지 여부를 테스트하고 있습니다.
스위어크는 과학자들이 척추동물의 거품 사용에 대해 많이 알지 못하기 때문에 이 연구가 흥미진진하다고 말했습니다.
"저는 사람들이 스쿠버 다이빙과 프리다이빙을 얼마나 좋아하는지, 그리고 동물들이 어떻게 같은 일을 할 수 있는지에 대해 얼마나 관심이 있는지에 대해 저에게 이야기하는 것을 보았습니다.“
"그래서 사람들이 좋아하는 일과 자연에서 진화한 것 사이의 관계를 가짐으로써 과학에 흥미를 갖게 할 수 있는 좋은 기회가 있습니다. 평범해 보이는 동물들 안에서도 항상 새로운 것을 발견하게 되죠."
이상의 기사는 2024년 9월 17일 Phys.org에 게재된 “'Scuba-diving' lizards use bubble to breathe underwater and avoid predators”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : 'Scuba-diving' lizards use bubble to breathe underwater and avoid predators (phys.org)
* 추가정보 출처 : Novel rebreathing adaptation extends dive time in a semi-aquatic lizard | Biology Letters (royalsocietypublishing.org)
저작권자 ⓒ 창조아고라, 무단 전재 및 재배포 금지