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참고하십시오.1. 개요
겨울잠(hibernation) 또는 동면(冬眠)은 겨울이 되면 동물이 활동을 중단하고 땅속 따위에서 겨울을 보내는 일을 말한다.2. 동물의 겨울잠
정온동물(항온동물)의 경우 먹을 것이 풍성한 가을에 많이 먹어뒀다가 겨울 내내 잠[1][2]을 자며 봄을 기다리는 것을 말한다. 이는 먹을 것이 부족해지는 겨울철에는 에너지원의 공급이 어렵기 때문에 필수적인 물질대사 이외의 에너지 소모를 최소한으로 줄이기 위해서이다. 따라서 항온 동물은 먹을 것이 풍부하다면 굳이 겨울잠을 자지 않으며, 먹을 것이 부족하면 겨울철이 아니더라도 잠을 잔다. 곰, 다람쥐가 겨울잠을 자는 대표적인 항온동물이다. 항온동물 중에서 겨울잠 자는건 대부분 포유류지만 일부 조류도 있다.반면 변온동물의 경우 주변 온도가 일정 이하로 내려가면 물질대사가 서서히 멈춰 사망할 수 있기 때문에 추위에서 살아남기 위해 스스로를 가사상태에 빠트리는 것을 말한다. 개구리, 뱀, 도마뱀이 대표적인 케이스이다. 악어 중에서 앨리게이터에 속하는 종들은 겨울잠을 잔다.
겨울잠에 반대되는 의미로는 여름잠이 있다. 이유는 당연히 기후 때문이긴 한데, 세부적으로는 다양하다. 대표적인 여름잠 동물인 폐어는 열대 몬순 기후에서 건기를 버티기 위해 땅 속에서 막을 형성해 몸의 수분을 유지시킨다. 또한 일부 지역의 까나리도 여름잠을 자는데, 이는 온도가 높아짐에 따라 바닷물의 산소포화도가 낮아지기 때문이다.
물질대사가 급격하게 내려가기 때문에 일반적인 항온 동물이라고 생각할 수 없을 정도의 바이탈 사인(활력징후)을 보여준다. 예를 들면 고슴도치는 체온이 35도에서 5도까지 떨어지며 분당 호흡량은 18ml에서 0.08ml까지 떨어진다고 한다. 미국쏙독새는 체온이 18도로 낮아진다.
변온동물은 더 심하기 때문에 가끔 거북이를 기르다가 겨울잠에 빠지면 죽은 줄 알고 무덤에 묻어주는 경우도 있다고 하니 조심하자. 겨울잠을 자는 온대지방의 파충류나 양서류를 기르는 사람은 동면을 시키기 위해 냉장고를 이용하는 경우가 있다고 한다.
다만 모든 곰들이 겨울잠을 자는 것에 몇 가지 오해가 있다. 그리즐리를 포함한 몇몇 특수한 곰 종류를 제외하곤 겨울에 매우 느리게 움직이면서 꽤 많이 자는 것일 뿐, 겨울 내내 정신잃고 자는 것은 아니다. 게다가 깊은 잠도 아니라 그냥 꾸벅꾸벅 졸고 있는 것에 가깝다. 자극이 있으면 곧바로 활동을 하며, 겨울잠을 자는 도중에 새끼를 낳아 젖을 먹여 기르기도 한다. 북극곰의 경우, 겨울잠을 자다가 자주 깨어나서 활동하기도 한다. 물론 완전히 각성한 상태보다는 물질대사가 느리고 무방비하겠지만 운이 나쁘면 잠에서 깬 곰에게 밀렵꾼이 역관광 당할 수도 있다. 또한 그리즐리 같이 겨울잠을 자는 곰들은 잠자는 게 아닌 무감각 상태가 된다. 즉, 기절한 상태라고 보는 게 오히려 더 정확하다고 볼 수 있다. 열대지방에 사는 말레이곰같은 종이나 판다는 겨울잠을 자지 않는다.
자고 있을 때뿐만 아니라 봄이 되어 깨어날 때에도 배설하지 못해 쌓인 독소와 굶주림으로 인해 몸을 제대로 가누지 못하고, 죽어버리는 경우도 많다.[3] 밀렵꾼이나 포식자에 대한 무방비함과 동면 기간 중에 발생할 수 있는 장기의 손상 때문에 실제로 동면은 매우 위험한 상태이다. 따라서 키우고 있는 동물을 장수시키려면 동면은 가급적 피해야 하며, 번식을 위하더라도 철저한 계획을 세워 매주 체중을 재면서 상태를 관리해 이상 징후가 보이면 동면을 중지해야 하니 주의해야 한다.
요즘은 인간이 주는 것을 하도 주워 먹는 통에 동면하는 방법을 잊어버린 동물들이 많다고 한다. 또한 지구온난화 때문에 겨울이 따뜻해진 탓에 겨울잠을 제대로 안 자거나 겨울이 다 끝나기도 전에 겨울잠에서 일찍 깨어나는 동물들도 부쩍 많아졌다고 한다.
포유류의 동면에 대한 연구가 장기 이식 기술과 인류의 우주 진출에 도움을 줄 거라고 한다. 뉴욕 타임즈 기증자의 몸에서 떼어낸 장기가 동면 상태라면 이식 수술을 할 때까지 저온에서 보관해 운송할 수 있고, 우주 비행사들을 동면시키면 보다 먼 우주로 진출할 수 있다. 동면을 하는 동물들도 관여하는 유전자를 진화로 획득한 것이기에 인간에 적용하는 것이 불가능하지 않다고 한다. 각종 픽션에서는 보통 이런 용도로 극저온의 냉매를 이용해 생명체를 얼려 보관하는 냉동수면 기술이 사용되는 것으로 묘사되나, 냉동수면 기술의 문제점을 고려해보면 그것보다는 이와 같은 인공동면 기술이 보다 안전하면서 실용적인 기술이 될 수 있을 것이라고 전망할 수도 있다.
2.1. 인간의 겨울잠
영국 작가이자 역사가인 그레이엄 롭(Graham Robb)이 2007년 11월 25일자 뉴욕 타임스에 기고한 글에 따르면, 19세기까지 유럽의 여러 지역에는 일종의 겨울잠 문화가 남아 있었다고 한다. # 요약하자면 수확을 마친 농부들이 난방비도 아끼고 식량도 아낄 목적으로 에너지 소비를 최소화하기 위해 겨울 내내 침대에 누워있었다는 이야기다. 1844년에 프랑스에서 포도원 주인의 재정 실태를 조사한 공무원의 보고서에도 언급된다. 아마도 인간도 정온동물이기에 위의 문단에서 설명한 동물들과 비슷한 현상을 보이는 것으로 보인다.2020년, 유럽에서 초기 인류가 동사하지 않기 위해 겨울잠을 잤다는 연구결과가 나왔다.#
인간이 겨울잠을 잘 수 있는지에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 자는 동안 물을 마실 필요가 없는[4] 곰의 겨울잠을 응용하려는 연구가 진행 중이다. 우주선을 타고 긴 시간을 여행하는 우주비행사들이 곰과 같은 겨울잠을 자면 매우 유리하다. 대체로 겨울잠을 자는 동물은 겨울잠을 자지 않는 비슷한 종류의 동물보다 수명이 길다는 점도 연구가 가치있는 이유이며, 뿐만 아니라 겨울잠을 자는 동안 발암 물질에 노출되고 세균이 침입하여도 병에 걸리지 않는다는 연구 결과도 있다. 미래에는 인류도 건강과 수명 연장을 위해 겨울잠을 잘 수 있을지도 모른다. #
3. 내생포자
내생 포자(內生胞子. endospore)는 단세포 생물의 겨울잠과 유사한 형태의 형태이다.겨울 같이 저온이나 여름같은 너무 높은 고온, 가뭄처럼 물이 없는 환경, 먹이가 없는 환경 등등 극한의 상태가 지속되면, 대부분의 세포 소기관을 포기하고 세포벽 내부에 핵을 감싸는 또다른 막을 생성해서 좋은 환경이 올 때까지 버티기 모드로 들어간다.
이 상태가 되면, 외부 환경에 매우 강해져서 끓여도 죽지 않고, 매우 오랜 기간동안 탈수상태여도 버틴다. 1995년에는 도미니카 공화국에서 발견한 4천만년전 호박내에 있는 박테리아 DNA를 추출하는 것을 넘어, 포자상태에서 살려내는데 성공했다.# 일반적으로 호박내에 있는 DNA가 짧으면 수십만년, 길어야 수백만년이면 형체를 알 수 없을 만큼 분해되어버리는데, 포자 상태의 박테리아는 DNA 보존을 넘어 아예 살아남는데 성공한 것이다.
4. 식물
식물도 당연히 겨울잠을 잔다. 낙엽으로 잎을 떨어뜨리고 겨울을 죽은 듯이 보내는 낙엽수나, 잎을 떨어뜨리지는 않지만 역시 생장을 정지한 상태로 겨울을 보내는 상록수 등이 있다.[1] 정확히 말하자면 잠보다는 물질대사가 평소의 5% 이하로 줄어드는 휴면 상태라고 할 수 있다. 뇌의 활동 정도에 따라 잠과 겨울잠을 구분할 수 있다. 컴퓨터로 치면 절전모드와 최대절전모드의 차이.[2] 실제로 컴퓨터의 최대절전모드는 영어로 'hibernation'이라고 한다.[3] 그래서 곰은 겨울잠을 자면서 쌓인 독소를 풀기 위해 약초를 뜯는다는 말이 있다. 실제로 천산산맥의 곰들이 등장하는 다큐에서 겨울잠에서 깬 가족들이 신나게 풀을 뜯어먹는 장면이 나온다.[4] 곰은 겨울잠을 자는 동안 몸속의 지방을 분해해 에너지와 물, 이산화탄소로 바꾼다.