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[카드뉴스] 무더위에 견디도록 진화한 인체

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[카드뉴스] 무더위에 견디도록 진화한 인체

2017.08.20 16:00

 


더위와 추위 모두에 어느 정도 견디는 대부분의 동물들과 다르게 사람의 몸은 더위에만 잘 견디게 진화했습니다. 옷이 없으면 20℃만 돼도 밤을 견디기가 어렵죠.


옥스퍼드대 생리학과 아쉬크로프트 교수는 인체에 남아 있는 진화의 흔적들을 제시했습니다. 인간 피부에 2백만개 정도 있는 땀샘은 몸을 효율적으로 식혀줍니다. 털이 없는 매끄러운 피부는 땀이 쉽게 증발할 수 있도록 합니다. 몸에 비해 팔, 다리가 길어서 체중 대비 피부 면적이 넓어 몸의 열을 잘 내보낼 수 있습니다. 피부에 있는 냉각수용체는 13-35℃의 온도에 반응하는데 28℃ 부근에서 가장 민감합니다. 이는 인류가 아프리카 중부지역처럼 평균 온도 28℃ 근처인 곳에서 진화했음을 암시합니다.


인간은 기온이 45℃가 넘거나, 심지어 50℃가 넘는 곳에서도 나름대로 잘 적응하며 삽니다. 사막의 사람들은 헐렁한 옷으로 온몸을 덮어 작열하는 태양을 막고 땀이 쉽게 증발하게 합니다. 그런데 고온다습한 환경에서는 40℃가 채 안되더라도 몸이 땀으로 범벅입니다. 습기가 많은 50℃가 건조한 90℃보다 땀이 잘 증발되지 않아 훨씬 견디기 어렵습니다.


복사: 몸에서 복사열, 즉 적외선을 내보내는 현상
전도: 주위의 사물과 몸이 닿을 때 열이 이동하는 현상
대류: 기체나 액체에서 부분적인 밀도차로 인해 생기는 흐름


몸은 복사, 전도, 대류, 그리고 땀의 증발을 통해 체내의 열을 방출합니다. 복사, 전도, 대류를 통한 열 방출의 효율은 주위 온도가 올라갈수록 급격히 떨어집니다. 특히 체온보다 높은 온도에서의 체온조절은 전적으로 땀을 증발시키는데 의존합니다.


땀은 열을 얼마나 식히는 걸까요? 체온 정도의 온도에서 물 1g을 증발시키려면 거의 600cal*(칼로리)의 열량이 필요합니다.
1cal*: 물 1g의 온도를 1℃ 높이는데 필요한 열량


물이 충분하다면 인체는 웬만한 더위에는 충분히 견딜 수 있습니다. 사막에서 낮에 일하는 사람들은 10L 이상 물을 마시는데, 만약 물이 부족하다면 그늘에서 쉬어야 합니다. 땀흘린 뒤 물을 마시지 않으면 탈수가 진행됩니다.
3-4%의 수분 부족: 갈증이 심해진다.
5-8%: 마라톤을 완주했을 때 수준. 극심한 피로와 현기증을 느낀다.
10% 이상: 극심한 갈증으로 정신이 혼미해진다.
15-25%: 대부분 목숨을 잃는다.


한여름에도 다이어트 때문에 소위 ‘땀복’을 입고 운동하는 사람들도 있는데요. 땀이 증발하지 않아 체온조절에 실패하면 탈수와 고체온증, 즉 열사병에 걸릴 위험이 있습니다.


인종에 따라 더위에 대한 적응력이 차이가 나기도 합니다. 아프리카의 더운 기후에 적응한 인종은 체열의 발산을 막는 지방층이 내장과 근육을 피해 엉덩이로 몰립니다. 동북아시아에서 추위에 적응하도록 진화한 인종은 비교적 더위에 약합니다. 팔다리가 짧고 상체가 크며 땀샘의 수도 적고 땀도 덜 나지요. 지방층도 체온을 지키기 위해 배쪽에 우선 쌓입니다.

 


- 참고: 과학동아 2003년 08월호 ‘열대 무더위에 견디도록 단련된 인체’

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