청개구리. 사진: J.D. 윌슨
"윈터 킬"의 예입니다. 줄리 카크마식 사진
추운 겨울이 다가오면서 개구리 같은 '냉혈동물'이 어떻게 살아남을 수 있는지 궁금한 적이 있으신가요? 다행히도 동물들은 겨울을 견디기 위해 특별한 행동과 신체적 과정을 진화시켜 왔습니다. 남방 표범 개구리 (Lithobates sphenocephalus )와 미국 황소개구리 (Lithobates catesbeianus ) 같은 수생 개구리는 일반적으로 수중에서 동면합니다.
흔히 오해하는 것은 수생 거북이처럼 동면하며 연못이나 개울 바닥의 진흙 속에 몸을 파묻는다는 것입니다. 하지만 동면하는 거북이와 달리 개구리는 신진대사를 급격하게 늦출 수 있는 능력이 없기 때문에 진흙 속의 제한된 산소 공급으로도 생존할 수 있습니다. 따라서 동면하는 수생 개구리는 산소가 풍부한 물 근처에 있어야 하며, 겨울의 상당 부분을 진흙 위에 누워 있거나 부분적으로만 묻혀 지내야 합니다. 가끔 천천히 헤엄쳐 다닐 수도 있습니다. 하지만 개구리가 너무 일찍 나오면 재앙을 초래할 수 있습니다. "겨울철 폐사"는 개구리가 동면하던 곳에서 일찍 따뜻해졌다가 기온이 급격히 떨어지면서 동면 장소 밖으로 유인될 때 발생합니다.
육상 개구리는 보통 땅에서 동면합니다. 미국 두꺼비 (Anaxyrus americanus )와 동부 두꺼비(Scaphiopus holbrookii)는 서리선 아래 안전하게 땅속 깊이 굴을 파고 들어갑니다. 청개구리(Hyla gratiosa)나 산청개구리(Pseudacris brachyophona) 같은 일부 개구리는 땅을 잘 파지 못하기 때문에 통나무나 바위의 깊은 균열이나 틈새를 찾거나 나뭇잎 쓰레기나 뿌리 매트 아래에서 최대한 땅을 파내려고 노력합니다. 개구리도 설치류 굴을 이용해 동면하는 것으로 알려져 있습니다.
이러한 동면 장소가 영하의 기온으로부터 잘 보호되지는 않지만, 개구리는 일반적으로 죽지 않습니다. 이 기간 동안 간은 혈당 수치를 높이기 위해 다량의 포도당을 생산하여 얼음 결정의 형성을 제한함으로써 "부동액"과 같은 기능을 합니다. 이 물리적 과정이 없으면 얼음 격자가 조직을 손상시켜 개구리가 죽게 됩니다. 청개구리(리토바테스 실바티쿠스)가 이 현상을 가장 잘 보여줍니다. 뇌 활동이나 심장 박동 없이 거의 완전히 얼어붙을 수 있습니다. 실외 기온이 따뜻해지기 시작하고 동면 장소가 영하로 따뜻해지면 개구리의 얼었던 부분이 녹고 심장과 폐가 다시 활동을 재개합니다.
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