겨울이 되면 내복, 두꺼운 겉옷을 입는 등 추위를 견디기 위해 무장합니다. 그럼에도 찬바람이 불면 몸을 움츠리게 되죠. 그러다가 문득, 강가를 보면 차가운 날씨에도 여유롭게 떠다니는 오리와 원앙 등을 볼 수 있는데요. 차가운 강물에 떠다니는 동물들은 어떻게 얼음장 같은 물속에서도 편안하게 헤엄칠 수 있을까요? 차가운 물속에서도 오리가 헤엄칠 수 있는 이유! 지금부터 알아보겠습니다.
열 에너지란 무엇일까요?
오리에 대해 알아보려면 ‘열’이라는 에너지를 먼저 이해해야 합니다. 열은 물체가 가지고 있는 여러 에너지 중 하나인데요. 물체를 구성하는 분자들의 ‘떨림’이 가진 에너지입니다. 우리는 이 떨림을 온도로 체감할 수 있는데요. 떨림이 많으면 높은 온도, 적으면 낮은 온도로 느껴지죠.
이 열에너지는 에너지가 많은 곳(온도가 높은 곳)에서 에너지가 적은 곳(온도가 낮은 곳)으로 이동하려는 성질을 가지고 있는데, 이를 ‘열전도 현상’ 또는 ‘푸리에 법칙’이라고 합니다. 이는 우리 주변에서 쉽게 나타나는데요. 따듯한 물을 놔두면 물의 온도는 내려가고 주변의 온도는 올라가는 것도 열전도 현상입니다.
오리 다리에 숨겨진 비밀!
우리는 차가운 물에 들어가 있으면 열전도 현상이 일어나 몸이 차가워집니다. 똑같은 원리로 오리도 물에 들어가 있는 다리가 차가운 물로 인해 열전도 현상이 일어나야 하는데 그렇지 않은 이유는 무엇일까요? 그 비밀은 바로 오리 다리의 정맥과 동맥에 있습니다.
오리 다리의 혈관은 정맥이 동맥을 감싸는 등 그물망 구조로 서로 가깝게 이루어져 있습니다. 이 다리에서는 오리의 심장에서 나온 더욱 피가 동맥을 따라 흘러 내려오다가 상대적으로 식은 정맥의 피를 데워주는 열전도 현상이 일어나는데요. 이렇게 데워진 정맥의 피가 심장으로 들어가게 됩니다. 이처럼 동맥과 정맥이 가까워 서로 열을 주고 받으며 열의 손실을 줄이는 것을 ‘역류 열교환’이라고 하는데요. 즉, 오리가 차가운 물 위를 헤엄치면 오리 발의 동맥에 흐르는 더운 피가 상대적으로 차가운 물을 통해 빠져나가게 되어 차가운 피가 심장으로 들어가겠지만, 그 전에 동맥에서 정맥으로 열이 전도되면서 따뜻해진 피가 심장으로 들어가기 때문에 체온을 유지할 수 있는 것입니다.
오리가 차가운 물속에서도 열을 빼앗기지 않고 오래오래 떠 다닐 수 있는 오리발에 대해 알아보았는데요. 오리뿐만 아니라 이러한 ‘역류 열교환’ 혈관 구조를 가진 동물들이 꽤 있습니다. 개와 북극여우의 발, 남극의 펭귄부리와 돌고래 지느러미 역시 이 구조로 인해 추위를 극복할 수 있답니다. 자연에 적응해서 살아가기 위해 진화한 것인데요. 이외에도 어떤 진화가 있을까요? 다음에도 여러분의 호기심을 해결하기 위해 찾아오겠습니다.
