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가만히 있는 상어를 보기 힘든 이유는 무엇일까?

 

상어는 어류 중에서 가장 진화가 덜 된 뼈가 무른 연골어류중 하나이지만 엄청난 힘과 난폭한 성질을 가지고 있고 이로 인해 바다의 난폭한 포식자로 알려져 있습니다. 사실 사람이 상어로부터 공격당하는 경우는 거의 없지만 상어의 기본적인 공격성 때문에 많은 사람들이 여전히 상어의 존재를 두려워하고 있죠. 그러나 이렇게 무서움의 대상인 상어에게도 한가지 약점이 있는데 그것이 바로 상어는 잠시도 쉬지 않고 움직여야 한다는 것입니다. 왜 상어는 잠을 자는 순간마저 쉬지 않고 움직여야 할까요?

<출처: https://bit.ly/2Xcu264>

부력은 중력과 반대 방향인 위쪽으로 향하는 힘을 말하는 것으로 물 속에 있는 물체는 항상 부력을 받습니다. 한 예로 무거운 배가 물에 뜰 수 있는 것은 배의 내부에 빈 공간을 많이 두면 밀도=질량/부피의 식에 의해 밀도가 작은 공기로 가득 채워진 공간때문에 배의 무게에 비해 부피가 매우 커지게 되면서 배 전체의 밀도가 물의 밀도보다 작아져 배가 물에 뜨게 되는 것입니다. 

 

 

즉, 물체의 밀도가 물의 밀도보다 작으면 물체는 부력을 더 크게 받기 때문에 물에 쉽게 뜨는데 이는 물체를 뜨게 하기 위해서는 질량을 줄이거나 부피를 크게 하면 된다는 말과 같습니다.  

 

▶대부분의 물고기들이 물속에서 쉽게 뜨고 가라앉기 위해서 위의 원리를 이용하는데 이때 이용되는 것이 부레입니다.

<출처: 네이버 지식백과>


민물의 밀도는 1,000kg/m3이며 바닷물은 민물보다 무거워 약 1,025kg/m3의 밀도를 가지는데 이를 고려해보면 바닷물은 공기의 밀도 1.28kg/m3에 비해 약 800배가 크다는 것을 알 수 있습니다. 이를 이용한 것이 부레인데 부레는 중간이 잘록하게 된 풍선 모양으로 되어 있는데 중간의 앞쪽 부분에는 동맥이 여러 갈래로 갈라져서 혈관망을 이루고 있습니다.

 

 

<상어보고 도망치는 물고기들(출처: 해외 커뮤니티)>

부레에서는 산소를 저장하고 분비하는 역할을 하는데 물고기가 뜨고 싶을 때는 산소를 분비해 부레를 부풀리고, 가라앉고 싶을 때는 뒷부분에서 산소를 흡수하여 부레의 부피를 줄이는데 이를 이용하여 물고기는 자신이 원하는 대로 정교하게 위아래로의 움직임을 조절할 수 있는 것입니다. 

 

▶그러나 부레가 없는 어류도 있는데 그 중 대표적인 것이 바로 상어, 홍어 및 가오리 등입니다. 이들은 부레가 없어 기본적으로 몸을 움직여서 스스로 부력을 일으켜야 합니다. 즉, 이들은 사람이 수영을 하듯 몸을 움직여야 물에서 뜰 수 있는 것이죠. 

<수영하는 상어(출처: 해외 커뮤니티)>

부레가 없는 상어는 몸을 가볍게 하기 위한 방법으로 흡수한 영양분을 지방의 형태로 간에 저장합니다. 지방은 물보다 가볍기 때문에 물에 뜨게 하는 역할을 하며 이로 인해 몸무게 대비 가볍게 몸을 움직일 수 있게 됩니다. 상어는 부레를 조절하지 않아도 되니 다른 물고기들에 비해 신속하게 움직일 수 있다는 장점도 있지만 부레로 부력을 조절해 물속에 떠 있을 수 없으므로 지느러미와 근육을 사용해 쉴 새 없이 움직여야 한다는 단점도 동시에 가지게 된 것입니다. 

 

물고기들은 호흡을 아가미로 합니다. 

 

<출처: 모두의 과학(https://bit.ly/2HX7LD1)>

위의 그림에서 볼 수 있듯이 물고기는 물속에 녹아 있는 산소를 아가미를 통해 흡수하는데 이 때 물의 양을 조절하는데 아가미 뚜껑을 사용합니다.

<아가미 뚜껑(출처: 월간낚시 21: https://bit.ly/2X8fHHH)>

 

 

그러나 상어는 다른 물고기에서 흔히 볼 수 있는 아가미 뚜껑이 없습니다. 즉, 다른 물고기는 아가미 뚜껑을 이용하여 물 속에 녹아 있는 산소의 공급을 능동적으로 조절할 수 있는 반면에 상어는 그런 조절능력이 없는 것이죠. 이로 인해 스스로 물의 양을 조절할 수 없는 상어는 입을 벌리고 계속 헤엄치며 움직여 물의 공급을 조절해야만 하는 것입니다. 

<출처: 위키피디아>

즉, 상어는 부레가 없어 뜰 수 있는 능력이 없으므로 가라앉기 싫으면 헤엄을 쳐야하는데 엎친데 덮친격으로 호흡을 위해서도 계속해서 헤엄을 쳐 아가미에 물을 흘려보내 호흡을 해야 하는 것이죠. 살기위해 어쩔 수 없이 평생을 쉼없이 헤엄쳐야 하는 것이 바로 상어의 숙명인 것입니다.