우리와 파충류, 심지어 공룡은 생각보다 공통점이 많았던 모양이다.
사이언스 저널에 4월 28일에 실린 새 연구에서는 도마뱀의 뇌 활동을 새로운 기술로 모니터하고 파충류가 잘 때 포유류와 조류처럼 REM과 서파수면 사이클을 지난다는 것을 발견했다. 아마 공룡도 마찬가지였을 것이다.
이 연구는 동물들이 이러한 수면 단계를 이제까지 생각했던 것보다 훨씬 예전부터 경험해 왔다는 것을 의미한다고 이번 연구의 공저자 독일 프랑크푸르트 막스 플랑크 뇌 연구소장 길스 로렌트 박사가 허핑턴 포스트에 말했다.
“정말 놀라운 결과였다. REM과 서파수면은 포유류와 조류만 하는 것이고, 날지 못하는 파충류는 하지 않는다는 견해가 지배적이었기 때문이다.” 과거의 이론대로라면 REM과 서파수면은 현대의 깃털 달린 새들이 처음 나타났을 때(약 1억 년 전), 태반이 있는 포유류가 처음 나타났을 때(약 6500만 년 전)에 가까운 사가에 진화했을 것이라고 로렌트는 설명했다.
그러나 이번 발견에 의하면 REM과 서파수면은 포유류, 조류, 파충류의 공동의 조상인 최초의 양막류(지구의 대륙이 하나의 큰 덩어리였던 3억 년 전에 살았다) 만큼이나 오래된 것일 수 있다고 로렌트는 말했다.
파충류도 두 단계로 수면한다
연구자들은 오스트레일리아 턱수염도마뱀 5마리의 전뇌 영역에 수면 중의 뇌 활동을 트래킹하는 실리콘 프로브를 설치했다. 로렌트의 설명에 의하면 이 프로브는 예전에 사용하던 것보다 뇌 활동을 더 깊이 기록할 수 있는 새로운 장비라고 한다.
또한 적외선 카메라를 이용해 수면 중인 도마뱀들의 눈 움직임을 모니터하고 영상 분석을 저장했다.
관찰 결과 도마뱀들은 두 단계의 수면을 했다. 뇌 활동의 주파수가 낮고 진폭이 큰 수면과 깨어있을 때와 같은 뇌 활동과 급속 안구 운동이 있는 수면이 있었다. 이는 포유류와 조류의 서파수면과 REM 수면 단계와 비슷하다고 로렌트는 말했다
“(이번 연구는) 우리가 다양한 종에 걸쳐 목격한 수면 구조의 패턴이 척추 진화의 아주 이른 시기에 진화하였으며 많은(어쩌면 모든) 척추 동물이 공유하는 것이라는 지극히 강한 증거다.” 이번 연구에 참여하지 않은 시카고 대학교 유기체 생물학과 해부학 교수 대니얼 마골리아시 박사가 뉴욕 타임즈에 한 말이다.
그러나 이 파충류들이 인간처럼 REM과 서파수면 사이클을 갖고 있다는 것이 포유류, 조류, 파충류가 예전 생각보다 더 가까운 관계라는 의미는 아니라고 로렌트는 말한다. 파충류, 포유류, 조류의 수면은 상당히 다르다는 걸 분명히 해야 한다.
도마뱀 수면 사이클은 80초에 불과하다
인간은 따뜻한 물에 목욕을 하고 면 이불보에서 자는 걸 좋아한다는 점 외에도, 인간은 다른 동물들에 비해 수면 사이클이 더 길고 서파수면은 더 깊다는 차이가 있다. 예를 들어 인간의 수면 사이클은 60분에서 90분 사이인데, 고양이의 수면 사이클은 30분이고 이번 연구에 의하면 도마뱀의 수면 사이클은 80초에 불과하다고 로렌트는 말한다.
연구자들은 도마뱀 수면 사이클에서 REM과 서파수면의 길이가 거의 같았는데, 인간의 사이클에서는 REM이 서파수면보다 더 짧은 경향이 있으며 조류는 불규칙하다.
이 이론이 옳다면 공룡도 REM 사이클이 있었을 것이다
REM과 서파수면이 이번 연구 결과처럼 오래된 것이라면, 공룡들도 REM과 서파수면을 했을 가능성이 아주 크다고 로렌트는 말한다. 공룡은 2억 3천만 년 전에서 6500만년 전에 이르는 중생대에 살았기 때문이다.
과학자들이 공룡과 고대 생물들의 수면에 관심을 갖는 이유는 무엇일까? 왜 동물이 수면 리듬을 따르는지, 수면 리듬은 왜 있는 것인지를 알아내는데 도움이 되기 때문이라고 로렌트는 말했다. “뇌 영역 간의 정보 전달과 기억 강화에 도움이 되는가?”
이런 연구는 오늘날 우리의 수면이 어떻게, 왜 시작된 것인지 밝히는데 도움이 된다고 로렌트는 덧붙였다.
“뇌 수면은 무엇을 위해 진화하였는가? 오늘날의 제약 조건과는 전혀 상관없는 기능으로 3억 2천만 년쯤 전에 생긴 것일까?”
*본 기사는 허핑턴포스트 US의 'Dinosaurs May Have Slept Like We Do, Researchers Say'을 번역 편집한 것입니다.