턱끈펭귄, 4초씩 하루 1만번 꾸벅꾸벅…쪽잠 자는 까닭은?

남극 킹조지섬의 야생 턱끈펭귄이 새끼를 품고 있는 모습. 남극=AP/뉴시스

남극에 사는 턱끈펭귄은 번식기에 새끼를 보호하기 위해 하루에 평균 4초씩 1만 번의 쪽잠을 자는 것으로 나타났다. 턱큰펭귄은 이 같은 미세수면(microsleep) 방식으로 매일 11시간 이상을 잔다.

1일 극지연구소(KOPRI) 이원영 박사와 프랑스 리옹 신경과학 연구센터 폴-앙투안 리브렐 박사팀은 과학 저널 사이언스(Science)에 남극세종기지에서 턱끈펭귄의 번식기 수면 패턴을 연구한 결과를 발표했다.

연구팀은 남극 킹조지섬에 있는 턱끈펭귄 14마리의 몸에 뇌파(EEG) 측정기, 가속도계, GPS, 잠수기록계 등이 든 장치를 부착한 다음 2주 후 장치를 회수해 분석했다.

2주 동안의 뇌파와 움직임 등을 분석한 결과, 턱끈펭귄은 장시간 잠을 자지 않는 대신 자주 매우 짧은 잠을 자는 것으로 드러났다. 펭귄의 수면 뇌파에서 4초씩 짧은 패턴의 미세수면이 확인됐다. 이 같은 패턴이 하루 1만 회 이상 반복돼 총 수면 시간은 하루 11시간이 넘는 것으로 분석됐다.

연구를 진행한 이원영 박사는 “사람은 깊은 잠을 의미하는 ‘느린 뇌파 수면’(서파수면)에 접어드는 데 오래 걸리지만 턱끈펭귄은 단 몇 초의 미세수면에서도 순식간에 서파수면에 도달했다”고 설명했다.

펭귄이 알을 품으며 엎드려서 잠자는 모습과 그때 나타나는 뇌파를 함께 표현한 영상. 눈을 감았다 떴다 하면서 뇌 양쪽이 동시에 잠들기도 하고 번갈아 가며 잠들기도 한다. 이원영 박사 X(옛 트위터)

사람을 포함한 모든 동물은 잠이 필요하지만 잠을 잘 때는 몸을 움직이지 않고 주변 환경 감지 및 반응 능력이 떨어져 포식자의 공격에 취약해진다.

턱끈펭귄은 미세수면을 하기 때문에 항상 깨어있는 것처럼 둥지에서 새끼의 안전을 살필 수 있다. 암수가 2주마다 교대로 알을 품는데, 둥지를 지킬 때 굶을 것을 대비해 그 전에 바다로 나가 밤낮없이 크릴새우로 배를 채운다. 이렇게 상대방이 바다에서 먹이 사냥을 할 때 홀로 둥지에 남은 턱끈펭귄은 포식자 새와 다른 펭귄으로부터 새끼를 지켜야 하기에 미세수면을 취한다.

연구팀은 턱끈펭귄이 번식에 성공을 거두는 점을 토대로, 미세수면의 이점이 점진적으로 축적돼 장시간 수면의 이점 중 일부는 충족할 수 있는 것으로 보고 있다. 다만 연구에 참여하지 않은 미국 위스콘신 메디슨 대학 신경과학자 키아라 시델리 박사는 턱끈펭귄의 쪽잠이 더 깊은 잠을 자지 못해 일어나는 시도일 수 있다며 더 편안한 환경에 있는 펭귄의 수면을 연구할 필요가 있다고 했다.

이혜원 동아닷컴 기자 hyewon@donga.com