Ontogenetic changes in body size are weakly associated with basal metabolic rate in a maternity colony of Myotis velifer
이 연구는 *Myotis velifer*에서 체중이 기초 대사율과 양의 상관관계를 갖는 반면, 대사율의 개체 간 변이는 체구, 연령 또는 번식 상태에 의해 매우 약하게 설명된다는 점을 밝혀냈으며, 이는 에너지 소비가 다른 내적 및 생태적 요인에 의해 유도됨을 시사한다.
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벌새부터 인간에 이르기까지 일정한 체온을 유지하는 모든 생명체는 '움직이지 않으면서도 따뜻함을 유지해야 한다'는 근본적인 생물학적 과제에 직면해 있습니다. 이를 위해 이들은 휴식을 취하거나, 잠을 자거나, 혹은 그저 편안한 곳에 앉아 있을 때조차 에너지를 태워야 합니다. 과학자들은 이 최소한의 에너지 비용을 기초 대사율이라고 부릅니다. 이것은 심장을 뛰게 하고 폐가 숨 쉬게 하는 데 필요한 기본 연료 소비, 즉 배경에서 공회전 중인 엔진과 같습니다. 우리는 일반적으로 큰 동물이 작은 동물보다 더 많은 연료를 태운다는 사실을 알고 있지만, 동물이 작은 새끼에서 성체로 성장함에 따라 이 에너지 사용이 어떻게 변하는지를 살펴보면 이야기는 훨씬 더 복격적으로 변합니다. 엔진이 단순히 몸 크기에 비례하여 커지는 것일까요, 아니면 엔진이 작동하는 방식 자체가 성숙함에 따라 변하는 것일까요? 이를 이해하는 것은 매우 중요합니다. 왜냐하면 에너지는 생명의 화폐이며, 동물이 에너지를 어떻게 소비하느냐가 그들의 성장, 번식, 그리고 야생의 가혹한 현실에서의 생존을 결정하기 때문입니다.
멕시코 중부의 한 동굴 시스템에서 연구자들은 이 에너지 이야기가 실시간으로 펼쳐지는 과정을 관찰하기 위해 나섰습니다. 그들은 특히 새끼를 기르기 위해 대규모로 모여드는 종인 Myotis velifer 박쥐 군집에 주목했습니다. 이 동굴들은 어미가 새끼에게 젖을 먹이고 어린 개체들이 빠르게 성장하여 결국 나는 법을 배우는 따뜻하고 습한 보육실 역할을 합니다. 과학자들은 "몸집이 클수록 에너지를 더 많이 쓴다"는 단순한 규칙이 이 박쥐들이 무력한 신생아에서 독립적인 청소년기를 거쳐 최종적으로 성체가 될 때까지 유효한지 확인하고자 했습니다. 그들은 거의 100마리의 개별 박쥐를 포착하여 동굴 벽에서 조심스럽게 채집한 뒤, 통제된 환경에 배치하여 휴식 중 산소를 얼마나 소비하는지 기록함으로써 기초 대사율을 측정했습니다. 과학자들은 이 에너지 수치를 동물의 체중 및 골격 크기의 신뢰할 만한 척도인 전완(forearm) 길이와 비교함으로써, 성장이 에너지 소비와 연결되는 명확한 패턴을 찾고자 했습니다.
연구 결과, 두 가지 종류의 성장이 동시에 일어나고 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 박쥐가 성장함에 따라 체중은 전완 길이에 맞춰 증가했지만, 그 관계는 연령에 따라 극적으로 변했습니다. 가장 어린 새끼와 성장기 청소년 박쥐의 경우, 체중 증가는 새로운 뼈와 근육을 만드는 것과 밀접하게 연결되어 있었습니다. 즉, 몸무게가 늘어남에 따라 골격도 예측 가능한 일정한 리듬에 따라 성장했습니다. 그러나 박쥐가 성체에 도달하자 이 긴밀한 연결 고리는 깨졌습니다. 성체 박쥐의 경우, 체중은 더 이상 골격 크기와 일치하지 않았습니다. 대신, 성체 박쥐의 추가적인 체중은 신체 구조를 구축하기보다는 지방 축적이나 임신 및 수유에 따른 물리적 요구를 나타내는 것으로 보였습니다. 이는 새끼 박쥐에게는 체중이 무거워지는 것이 대개 구조적으로 더 커짐을 의미하지만, 성체 박쥐에게는 체중이 무거워지는 것이 단지 만약을 대비해 에너지를 더 많이 저장해 두는 것을 의미할 수 있음을 뜻합니다.
연구진이 에너지 사용량, 즉 기초 대사율을 조사했을 때, 체중이 무거운 박쥐가 전반적으로 더 많은 에너지를 사용하는 경향은 있었으나 체중이 정확히 얼마만큼의 에너지를 사용하는지를 예측하는 데 있어서는 놀라울 정도로 형편없는 예측 인자였습니다. 체중은 개체 간의 에너지 사용 차이를 설명하는 데 아주 미미한 부분만을 차지했습니다. 크기가 똑같은 두 마리의 박쥐라도 휴식 시 에너지 비용은 매우 다를 수 있었습니다. 더욱이, 과학자들은 동물의 크기를 고려했을 때 성별, 새끼인지 성체인지, 혹은 암컷이 현재 새끼에게 젖을 먹이고 있는지 여부가 에너지 비용을 유의미하게 변화시키지 않는다는 것을 발견했습니다. 성장 중인 어린 개체나 젖을 먹이는 어미에게서 나타날 것으로 예상되었던 에너지 사용의 급증은 이 집단 내 변동의 주요 동인이 아니었습니다.
이는 이 박쥐들의 에너지 청구서가 단순히 크기나 연령에 기반한 공식에 의해 결정되지 않음을 시사합니다. 대신, 에너지 사용의 변동은 외부에서 관찰하기 어려운 복잡한 개별적 차이들에 의해 발생하는 것으로 보입니다. 어떤 박쥐는 단순히 연료를 태우는 데 더 효율적일 수도 있고, 다른 박쥐는 서로 다른 양의 내부 예비 자원을 보유하고 있거나 서로 다른 수준의 스트레스에 직면해 있을 수도 있습니다. 이 연구는 다양한 생애 단계를 거치는 하나의 집단 내에서도 에너지 소비의 규칙은 유연하며 매우 개별적이라는 점을 보여줍니다. 크기가 비용을 결정하는 경직된 관계라기보다, 박쥐의 대사율은 각 개체가 자신만의 독특한 방식으로 에너지를 관리할 수 있게 해주는 숨겨진 다양한 생리적, 환경적 요인들에 의해 형성되는 역동적인 특성인 듯합니다.
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