세상의 궁금증을 호기심의 눈으로 바라보다

새들은 날면서 잠을 잘까?

새의 수면은 인간의 수면과 같지 않다. 예를 들어, 오리는 육지에서 두 다리로 서거나 배를 깔고 앉은 채 머리를 뒤쪽으로 돌려 부리를 등에 난 커다란 깃털 사이에 파묻고 잔다. 그런데 오리는 한 눈으로만 잔다. 오른쪽 눈일 수도 있고 왼쪽 눈일 수도 있다. 잠든 것처럼 보이는 오리는 한쪽 눈을 1분에 5회에서 40회 깜빡인다. 물 위에 떠 있는 경우라면, 자는 중에도 표류하지 않기 위해 물갈퀴가 달린 발을 휘저을 수 있다. 또 어떤 종의 오리는 잠자면서도 태양 광선을 최대한 활용하려고 태양의 움직임을 따라 자신의 이동 방향을 바꿀 수 있다. 수백 킬로미터를 쉬지 않고 먼 거리를 여행하는 철새도 불가사의다. 그 새들은 날면서 잠을 잘 수 있는 것이 거의 확실하다.

새들의 잠에 대해서는 두 가지 가설이 있다. 하나는 그 새들의 뇌 우반구와 좌반구가 번갈아 수면 상태에 놓일 수 있어 뇌의 절반은 깨어 있고, 나머지 절반은 자는 것이다. 또 하나는 그 새들이 깨어 있는 상태와 수면 상태를 아주 빠르게 교차시켜 몇 초간 수면을 취했다가 다시 몇 초 동안 깨어 날갯짓을 계속할 수 있도록 하고, 뒤이어 다시 몇 초 동안 수면을 취하는 식으로 계속 반복한다는 것이다. 생존하려면 이런 큰 대가를 치러야 한다. 그러니 꿈을 꿀 여유가 거의 없다.

왜 호랑이는 줄무늬가 있고 표범은 얼룩점이 있을까?

줄무늬, 점무늬, 평행 줄무늬, 빗금무늬, 세로줄 무늬, 얼룩무늬, 흑백이거나 색깔이 있는 무늬 등 동물의 털 무늬는 그저 ‘예쁘라고’ 있는 것이 아니다. 호랑이나 기린한테는 줄무늬가 있는데 표범한테는 왜 점무늬가 있는지, 기린의 점무늬는 왜 아주 커다란지, 혹은 어째서 어떤 동물한테는 몸에 점무늬가 있고 꼬리에 줄무늬가 있으며 절대로 그 반대는 아닌지 확실히 알지 못한다. 코끼리한테 점무늬나 줄무늬가 있다면 더 멋지지 않을까? 쥐류 동물한테 ‘위장용’ 털이 있다면 살아남을 가능성이 더 크지 않을까? 진화의 관점에서 볼 때 가장 중요한 이유는 배경에 녹아들어야 하는 위장의 필요성으로 보인다.

호랑이의 털은 노란색-주황색부터 갈색에 이르는 다양한 색조를 띠며 검은색 띠가 나 있어 주위 환경에 몸을 완벽하게 숨길 수 있다. 표범은 날씬하고 길쭉한 몸에 금빛이 감도는 노란색 바탕에 방사형으로 배치된 짙은 색 점들로 장식되어 있어 훌륭하게 위장할 수 있다. 뱀들도 자기 먹이와 포식자에게 모두 몸을 더욱 잘 숨기려고 위장복을 ‘채택’했다. 일부 초식 동물들은 나무가 우거진 서식 환경에서 더욱 잘 ‘사라지려고’ 등이나 허리에 띠 장식을 지닌다. 성숙한 맥은 검은색과 흰색 털이 몇 부분으로 나뉘어 있는데, 이런 털은 숲의 큰 나무 아래에서 그림자와 빛이 번갈아 나타나는 모습과 비슷해 보여 눈에 잘 띄지 않게 한다. 판다도 마찬가지다.

그렇다면 왜 어떤 동물은 줄무늬가 나타나고 어떤 동물은 점무늬가 나타나는 걸까? 수학자들이 해답을 제시하는 모델을 하나 만들었다. 피부에 색소 생성을 자극하는 물질과 그 생성을 억제하는 두 가지 물질이 작용하는 어떤 체계가 존재한다고 설정한 것이다. 방정식을 이용해 무늬가 형성되는 양상을 설명할 수 있는데, 여기에 이 두 물질이 작용하기 시작하는 배자 상태일 때의 변수가 개입한다. 그래서 만일 배자가 조금 더 크면 줄무늬가 있고, 그보다 조금 더 크면 점무늬가 나타나며, 그보다 더 크면 아예 무늬가 없게 된다.

들어가는 말

1 투명 인간이 될 수 있을까?
2 회색 머리카락은 왜 생길까?
3 울면 왜 기분이 좋아질까?
4 우리는 신경 세포의 10퍼센트 이상을 사용할까?
6 방향 감각은 남성의 특징일까?
7 정말로 웃다가 죽을 수 있을까?
8 우리는 왜 15년마다 몸을 바꿀까?
9 긁으면 가려운 게 진정될까?
10 여자도 목에 울대뼈가 있을까?
11 새들은 날면서 잠을 잘까?
12 해면은 왜 물기를 빨아들일까?
13 동물은 무슨 꿈을 꿀까?
14 모기는 물 대상을 어떻게 선택할까?
15 물고기는 물을 마실까?
16 코끼리는 왜 사자보다 몸집이 더 클까?
17 까마귀는 기억력이 코끼리만큼 아주 좋을까?
18 새들은 죽기 위해 몸을 숨길까?
19 왜 호랑이는 줄무늬가 있고 표범은 얼룩점이 있을까?
20 어떻게 하면 파리를 손으로 잡을 수 있을까?
21 들판에서는 왜 돌멩이가 자랄까?
22 1킬로그램은 무게가 얼마일까?
23 1분은 얼마나 긴 시간일까?
24 비누에서는 왜 거품이 날까?
25 벽을 관통해서 볼 수 있을까?
26 돈에는 특정한 냄새가 있을까?
27 곰팡이가 핀 부분만 떼어내고 먹어도 될까?
28 13일의 금요일에 얽힌 비밀은 무엇일까?
29 자갈은 어째서 둥글까?
30 왜 따끔거릴까?
31 불을 끄면 빛은 어디로 갈까?
32 소립자는 모두 발견되었을까?
33 아직도 발견하지 못한 행성이 있을까?
34 원자는 위험한 관계를 맺을까?
335 멕시코 만류가 사라진다면?
36 몽블랑산은 앞으로 더 높아질까?
37 지구는 무엇으로 이루어졌을까?
38 달은 누구 것일까?
39 아인슈타인은 여전히 옳을까?
40 물에는 왜 불이 붙지 못할까?
41 흐르는 모래는 사람을 집어 삼킬 수 있을까?
42 잎사귀는 왜 가을에 떨어질까?
43 어째서 계절이 있을까?
44 악당 파도가 존재할까?
45 빙산에서도 짠맛이 날까?
46 모래 언덕은 왜 노래를 부를까?
47 우리는 어느 방향으로 돌까?
48 구름은 왜 그토록 아름다울까?
49 지구가 방향을 잃을 수 있을까?
50 바나나에는 어째서 씨가 없을까?
51 남자가 여자보다 머리카락이 더 길 수 있을까?
52 우리 눈을 믿어도 될까?
53 우리는 정말 심장으로 사랑할까?
54 어째서 사람은 저녁형이거나 아침형일까?
55 금발 여자가 멸종할 위험이 있을까?
56 기록은 항상 깨지는 법일까?
57 수학적 재능을 나타내는 ‘혹’이 존재할까?
58 산타는 과연 존재할까?
59 심장은 왜 왼쪽에 있을까?
60 머리카락이 붉은 사람만 주근깨가 날까?
61 수탉은 아침에 왜 그렇게 힘차게 울까?
62 통신용 비둘기는 어떻게 방향을 찾아갈까?
63 동물원을 없애야 할까?
64 어떻게 하면 물 위를 걸을 수 있을까?
65 예티는 존재할까?
66 타조는 닭살 피부를 지녔을까?
67 기린은 왜 목이 길까?
68 나비는 애벌레 시절을 기억할까?
69 거북은 왜 등딱지가 있을까?
70 지구상 최초의 동물은 무엇일까?
71 식빵에는 어째서 구멍이 뽕뽕 나 있을까?
72 통조림은 어떻게 발명되었을까?
73 생선은 왜 그렇게 냄새가 심할까?
74 그림자는 도대체 무엇을 감추고 있을까?
75 얼음은 어째서 미끄러울까?
76 숫자는 어디에서 유래되었을까?
77 잔에 남은 커피 찌꺼기를 보고 과학적 발견을 할 수 있을까?
78 유리는 어째서 투명할까?
79 급수탑은 조만간 사라질까?
80 포도주는 어째서 변질될까?
81 지구의 중심에서는 무슨 일이 벌어질까?
82 수소는 미래의 에너지원일까?
83 우주는 무엇으로 이루어져 있을까?
84 운석은 어디에서 발견할 수 있을까?
85 생명은 어떻게 출현했을까?
86 태풍의 눈에는 무엇이 있을까?
87 빅뱅 이전에는 무엇이 있었을까?
88 가장 낮은 온도는 몇 도일까?
89 인간이 없는 지구는 어떤 모습일까?
90 물은 몇 도에서 끓기 시작할까?
91 썰물 때 바닷물은 어디로 갈까?
92 고무는 어째서 탄성이 있을까?
93 어떤 식물은 왜 고기를 먹을까?
94 비행기는 왜 하늘에 하얀 줄을 그릴까?
95 해저 화산은 위험할까?
96 봄에 싹은 어떻게 틀까?
97 무지개에는 색이 몇 개 있을까?
98 왜 모래성을 쌓을 수 있을까?
99 과일과 채소의 차이는 무엇일까?
100 지구 표면의 온도는 어떻게 잴까?