How does hibernation work? - Sheena Lee Faherty

번역: Kwon Yeonhee 검토: Jihyeon J. Kim

Onboard the spacecraft, the astronauts preset the timer,

우주선에 타면, 우주비행사들은 타이머를 미리 조정해놓고

enclose themselves in capsules,

캡슐 안에 들어가서

and fall into a deep hibernation

그들을 몇백 년 후의 미래로 데려다 줄

that’ll carry them several hundred years into the future.

깊은 동면에 빠집니다.

This is a familiar scene in many sci-fi films,

이는 많은 공상과학 영화에서 자주 볼 수 있는 친숙한 장면이죠.

but could humans ever actually hibernate in real life?

그런데 인간들은 현실에서도 정말 동면할 수 있을까요?

Researchers interested in this question turn to the animal kingdom,

이 질문에 호기심을 갖게된 연구자들은

where hibernation is commonplace,

우리가 아는 것만 해도 동면을 하는 동물들이 200종이 넘을 정도로 동면이 흔한

occurring in over 200 species that we know of.

동물의 왕국으로 눈을 돌리게 되었습니다.

Take the Arctic ground squirrel.

북극 얼룩다람쥐에 대해 한번 살펴봅시다.

Native to the North American tundra and northern Russia,

북아메리카 툰드라와 북부 러시아에 사는 이 동물은

this animal burrows beneath the permafrost

영구 동토층에 굴을 파고

and slips into a state of suspended animation,

가사상태에 빠집니다.

its body temperature plummeting to a frigid -2.9 degrees Celsius.

이들의 체온은 섭씨 영하 2.9도까지 급락하게 되죠.

Others, like the female black bear, can multitask,

다른 종을 보면, 흑곰 암컷의 경우 겨울동안 동면하는 도중에

giving birth and lactating while they’re hibernating through the winter.

아이를 낳고 젖을 먹이는 등 다중작업이 가능합니다.

The fat-tailed dwarf lemur prepares for its long dormancy

꼬마여우원숭이는 음식을 실컷 먹고 대부분의 지방을 그의 꼬리에 저장하여

by gorging on food and storing the majority of its fat reserves in its tail,

체중을 2배로 늘림으로써

doubling its body weight.

긴 휴면을 준비합니다.

After hibernation, it emerges looking as svelte as ever.

동면 후에 꼬마여우원숭이는 전처럼 날씬해져서 나타납니다.

So why do these animals go to such extremes?

그렇다면 왜 이러한 동물들은 이런 극단적인 행동을 하는 것일까요?

Hibernation is a necessity,

동면은 필수적이며,

a survival tactic for making it through the harsh winter months

줄어드는 음식과 물이 생존을 위협하는

when dwindling food and water reserves threaten survival.

가혹한 겨울을 버티게 해주는 생존전략입니다.

For many years, experts believed hibernation happened

수년간, 전문가들은 동면이

only in arctic and temperate environments.

북극지방이나 한대지방에서만 일어난다고 생각하였습니다.

But more recently, they’ve discovered animals hibernating

그러나 최근에, 그들은 건조한 사막과

even in arid deserts and tropical rainforests.

열대우림에 사는 동물들도 동면을 한다는 것을 발견하였습니다.

As hibernation kicks in,

동면을 시작할 때

animals’ heartbeats usually slow to about 1 to 3% of their original speed,

동물들의 심박수는 주로 그들의 원래 속도의 1%에서 3%가량으로 느려지는데,

like the dwarf lemur’s,

꼬마여우원숭이의 경우

which drops from its usual roughly 180 beats per minute

평소에는 주로 1분당 180번 박동하던 심박수가

to just around four.

고작 4번 가량으로 감소하게됩니다.

Breathing also declines dramatically

호흡 또한 꼬마여우원숭이의 경우

to just one breath every 10 to 21 minutes in the lemur’s case.

10분에서 21분마다 1번으로 급락하게 되죠.

And black bears, like most hibernators,

그리고 흑곰은 대부분의 동면동물처럼

don’t urinate or defecate the entire hibernation season.

동면기간에는 소변이나 대변을 보지 않습니다.

Hibernating animals appear to stay alive

동면동물들은 그들의 몸에서 순환할 때

by having just enough blood and oxygen moving around their bodies.

필요한 만큼만의 피와 산소를 갖고 생존합니다.

And scans of hibernating animals reveal that their brain activity

또한 동면동물들에 대한 연구는 그들의 뇌파가

has just about flat-lined.

평평한 직선이 됨을 밝혀냈습니다.

But hibernation isn’t a long winter’s nap.

그러나 동면은 긴 겨울잠이 아닙니다.

As far as researchers know,

연구자들이 아는 한도에서,

in lemurs and ground squirrels anyway,

여우원숭이와 얼룩다람쥐의 경우,

the animals aren’t even sleeping for most of it.

그들은 심지어 동면 중에 잠을 거의 자지 않습니다.

Hibernation is actually made up of regular bouts of reduced metabolic rate

동면은 실제로 기면상태인 정기적인 감소된 대사율과

and body temperature known as torpor.

체온으로 이루어져있죠.

Animals can be in torpor for a few days to five weeks,

동물들은 고작 며칠에서 5주까지 기면상태에 빠져있을 수 있습니다.

after which they resume normal metabolic rate and body temperature

그리고 그 후에는 다시 정상적인 대사율과 체온으로

for about 24 hours,

24시간동안 유지한 후

before going back into torpor again.

다시 기면상태로 빠져들어갑니다.

The phenomenon is known as an interbout arousal,

이 현상은 "interbout arousal "로 알려져 있는데,

and why it occurs is still a mystery.

이 현상이 일어나는 이유는 아직 수수께끼입니다.

The behaviors inherent in hibernation,

5주 동안 잠을 자지 않거나,

like going five weeks without sleep,

섭씨 0도 근처 까지 체온이 떨어지는 등

or dropping to near-freezing body temperatures

동면 중에 일어나는 일들은

would be potentially fatal to non-hibernating species like us.

우리처럼 동면하지 않는 종에게는 치명적일 수 있습니다.

To find out how hibernators are able to do this,

어떻게 동면동물들이 이러한 일을 하는지 알아내기 위해서

researchers turned their attention to those animal’s genomes.

연구자들은 이러한 동물의 게놈으로 관심을 돌렸습니다.

So far, they’ve discovered that hibernation is controlled by genes

지금까지, 그들은 동면이 일년내내 독특한 패턴으로 켜지거나 꺼지며

that turn off and on in unique patterns throughout the year,

동면동물의 생리와 습성을 세밀하게 조정하는

fine-tuning the hibernator’s physiology and behavior.

유전자에 의해 조정된다는 것을 발견했습니다.

For example, ground squirrel, bear and dwarf lemur studies

예를 들어, 얼룩다람쥐, 곰, 그리고 꼬마여우원숭이에 대한 연구들은

have revealed that these animals are able to turn on the genes

이러한 동물들이 자신의 저장지방을

that control fat metabolism

먹이를 먹지 않는 기간동안 살아남기 위하여 연료로 쓸 때

precisely when they need to use their fat stores

지방 대사를 정밀하게 조절할 수 있는 유전자를

as fuel to survive long periods of fasting.

작동시킬 수 있음을 밝혀냈습니다.

And the genes in question are present in all mammals,

그리고 화제의 중심에 있는 이 유전자는 모든 포유류에 존재하는데

which means that researchers could study hibernating mammals

이는 연구자들이 동면동물들의 독특한 생리 조절이 어떻게

to see how their unique control of physiology might help humans.

인간에게 도움을 줄 수 있을지 연구할 수 있다는 것을 의미합니다.

Understanding how hibernators deal with reduced blood flow

어떻게 동면동물들이 줄어든 혈류에 대해 대처하는지에 대한 이해는

could lead to better treatments for protecting the brain during a stroke.

뇌졸중이 일어났을 때 뇌를 보호할 수 있는 더 나은 치료법으로 이끌 수 있을 것입니다.

Figuring out how these animals avoid muscle deterioration

어떻게 동면동물들이 근육 악화를 피하는지 알아내는 것은

might improve the lives of bedridden patients.

몸져 누워있는 환자들의 삶을 개선시킬 수 있을 것이고요.

And studying how hibernating animals control their weight with ease

그리고 어떻게 동면동물들이 체중을 쉽게 조절하는지 연구하는 것은

could illuminate the relationship between metabolism and weight gain in humans.

인간의 신진대사와 체중 증가의 관계를 명확히 해줄 수 있을 것입니다.

And yes, more research in this area

그리고 물론, 이 분야에 대한 더 많은 연구는

might someday make human hibernation a real possibility.

언젠가는 인간의 동면을 현실로 만들어낼 수 있을 것입니다.

Imagine our surprise if the key to intergalactic travel

은하계 여행의 실마리가 얼룩다람쥐,

turns out to be ground squirrels, black bears, and dwarf lemurs.

흑곰,

꼬마여우원숭임을 알았을 때의 놀라움을 상상해보세요!