<코끼리의 시간, 쥐의 시간>
<코끼리의 시간, 쥐의 시간>
“크기로 이해하는 다양한 동물들의 생존전략”
강 일 송
오늘은 출간된 지는 제법 되었으나 다시 출간이 된 베스트셀러를 한번 보려고 합니다.
1992년 일본에서 출판되어 선풍적인 인기를 끌었고 90만부가 팔린 베스트셀러입니다.
저자는 모토카와 다쓰오(1971~)로 도쿄대학교 이학부 생물학과(동물학)를 졸업하고,
도쿄공업대학교 생명이공학부 교수를 역임했습니다. 2007년 과학기술분야 문부과학
대신 표창, 2014년 일본동물학회 교육상을 받았습니다.
저서로는 <산호와 산호초이야기>, <생물학적 문명론>, <노래 생물학>, <생물은 원통형>,
<성게는 대단해, 메뚜기도> 등이 있습니다.
오늘 이책은 그의 대표작으로 베스트셀러이자 스테디셀러입니다.
한번 보시겠습니다.
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★ 신비한 생명의 신비
생명의 신비는 지금까지 인간의 끈질긴 노력과 연구 덕에 상당 부분 우리 앞에 그
모습을 드러냈다. 그렇지만 생명의 신비는 그 깊이에서, 또 보는 시각에 따라서
아직도 인간에게는 무궁무진하게 남아 있다.
생물의 세계에서 몸의 크기와 시간, 구조, 생활방식 등 생명이 지닌 모든 특성은
그들이 사는 환경에 적응하는 데 최적화되어 있다. 그 최적화는 개체 수준의
최적화가 아니라 전체 생태계의 체계 최적화이다.
★ 크기에 따라 시간이 달라진다.
쥐는 촐랑대며 돌아다니는 반면 코끼리는 느릿느릿 다리를 옮겨가며 걷는다.
동물의 크기와 시간 사이에는 어떤 관계가 있지 않을까? 아주 오랫동안 많은
사람들이 이 문제를 연구해왔다.
예를 들어, 쥐와 고양이, 개, 말, 코끼리의 심장 박동 간격, 즉 동물의 심장 박동
주기를 각각 측정하여 그것이 동물의 체중과 어떤 관계가 있는지 조사해보는 것이다.
★ 체중과 시간의 관계
포유류에 속하는 동물에서 체중과 시간을 측정해보니 다음과 같은 관계가 있음이
드러났다.
시간 ∝ 체중¼ (∝는 비례기호)
시간은 체중의 4분의 1제곱에 비례한다는 것이다.
체중이 늘어나면 그에 비례하여 시간도 길어지는 것은 맞다. 다만 4분의 1제곱이라는
것은체중이 16배 늘어나면 시간이 2배 길어진다는 말이다. 체중의 증가에 비해 시간의
증가가 훨씬 느리게 나타나는 것이다.
훨씬 느리게 나타나긴 하지만, 어쨌든 체중 증가에 따라 시간이 길어지는 것은 사실이다.
예를 들어, 체중이 10배 늘어나면 시간은 1.8배 로 늘어난다. 시간이 2배 가까이 더
걸린다는 것은 동물에게 무시할 수 없는 문제이다.
이 4분의 1제곱 법칙은 시간과 관련된 온갖 현상에 놀라울 정도로 널리 적용된다.
예를 들어 동물의 수명을 비롯하여 어른 크기로 성장하는데 필요한 시간, 성적으로
성숙하는 데 필요한 시간, 새끼가 모체의 태반에 머무는 시간 등도 모두 4분의 1
제곱 법칙을 따른다.
신체의 일상적인 활동 시간 역시 체중의 4분의 1제곱에 비래한다. 숨을 쉬는 시간
간격, 심장의 박동 간격, 창자가 한 번 꿈틀거리는 데 걸리는 시간, 혈액이 몸 안을
한 바퀴 도는 데 걸리는 시간, 몸 밖에서 들어온 물질을 다시 몸 밖으로 내보내는 데
필요한 시간, 단백질이 합성되고 다시 파괴되기까지의 시간 등도 그러하다.
★ 물리적 시간관 생리적 시간
시간은 물리적 시간과 생리적 시간으로 나눌 수 있는데, 생명 현상에서는 생리적
시간을 따른다. 즉, 코끼리에게는 코끼리의 시간이, 개에게는 개의 시간이,
고양이에게는 고양이의 시간이, 쥐에게는 쥐의 시간이 있다는 것을 생물학은
가르쳐준다. 생물학은 각자의 몸 크기에 따라 다른 시간 단위가 있다는 사실을
말해준다.
★ 심장박동수 일정의 법칙이란?
어떤 동물이 숨을 한 번 들이마시고 내쉬는 데 걸리는 시간과 심장이 한 번 박동
하는 데 걸리는 시간을 각각 측정하여, 숨 쉬는 데 걸린 시간을 심장 박동에 걸린
시간으로 나누어 보면, 숨을 한 번 들이마시고 내쉴 때마다 심장은 네 번 고동
친다는 사실을 알게 된다.
이것은 포유류에 속하는 동물에서의 몸의 크기와 상관없이 모두 적용되는 사실이다.
동물의 수명을 그 동물의 심장이 한 번 박동하는 데 걸리는 시간으로 나누면
어떨까? 포유류에 속하는 동물은 모두 일생동안 심장이 20억 번 박동한다는
계산이 나온다. 수명을 한 번 숨을 들이마시고 내쉬는 데 걸리는 시간으로
나누면, 일생 동안 5억 번의 숨을 들이마시고 내쉰다는 계산이 나온다.
이것도 포유류에 속하는 동물은 대부분 몸의 크기에 상관없이 같은 값을 나타낸다.
단순한 물리적 시간으로 따지면 코끼리가 쥐보다 훨씬 오래 산다. 쥐는 기껏해야
몇 년밖에 살지 못하지만, 코끼리는 100년 가까이 살기 때문이다. 그러나 심장의
박동수를 가지고 잰다면, 코끼리나 쥐나 똑같은 길이만큼 살다가 죽는 셈이다.
작은 동물에서는 체내에서 일어나는 모든 생리적 현상의 템포가 빠르다.
따라서 물리적인 수명이 짧더라도 코끼리나 쥐는 자기의 일생을 다 살았다는
느낌은 같을지도 모른다.
시간이란 지극히 기본적인 개념이어서, 사람들은 누구나 자기의 시계는 어떤
경우에도 잘 들어맞는다고 무심코 믿으며 살아간다.
그러나 크기의 생물학은 그런 상식을 뒤엎는다.
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오늘은 흥미로운 생물학 이야기를 함께 들어보았습니다.
저자는 도쿄대학교 생물학부를 나온 수재이고, 단순한 현상을 지나치지 않고
연구하여 아주 관심을 끄는 결론을 이끌어내었네요.
먼저 시간은 절대적인 것이 아니라 동물에 따라, 또 그 동물의 크기에 따라
상대적이라고 합니다. 시간의 상대성 원리가 동물계에도 똑같이 적용이
되는군요. 우리가 사랑하는 사람과의 1시간은 순식간에 지나가고 싫어하는
사람과의 1분이 1시간 이상 느껴지는 것도 상대성의 원리지요.
하지만 저자는 거기에서 머문 것이 아니라 시간은 체중의 4분의 1제곱에 비례
한다는 법칙을 찾아냅니다. 이는 단순히 수명 뿐아니라 성인으로 성장하는 시간,
성적으로 성숙하는 시간 등도 다 적용이 되네요.
그리고 보통 포유류는 숨 한 번 쉴 때 네 번의 심장 박동이 있는데, 포유류는
대체로 평생 20억번 심장 박동을 하고 5억 번 호흡을 한다고 합니다.
그러고 보면 장수한다는 동물들을 보면 거북이, 북극 고래, 그린란드 상어, 코끼리 등등 동작이 느리고 대사가 느린 동물들이 많네요.
전에도 시간에 관한 언급을 했지만, 시간은 참으로 아직 인간이 다 이해를 하지
못하는 영역 같고, 절대적인 면과 상대적인 면이 상존하고, 직선적 시간, 순환적
시간 등 아직 연구해야 할 길이 멀다는 생각입니다.
감사합니다.
