소화기관, Digestive System

이 시리즈는 중추신경계, 순환계, 호흡계, 소화계, 배뇨계, 생식계 등 새의 주요 해부학적 시스템을 중심으로, 비행과 생존에 최적화된 새의 생리와 구조를 체계적으로 소개합니다. 아래 목록을 따라가며 새의 몸속을 하나씩 들여다보시기 바랍니다.

• 중추신경계 Central Nervous System – 뇌의 구조와 기능을 다룹니다.
• 순환기계, Circulatory System – 고효율 4심방 심장과 혈류 순환에 대해 다룹니다.
• 호흡기계, Respiratory System – 공기주머니와 단방향 기류 구조를 중심으로 설명합니다.
• 소화기계, Digestive System – 모이주머니, 전위, 모래주머니 등 독특한 구조를 설명합니다.
• 배뇨기계, Excretory System – 신장 구조와 요산 배설, 수분·염분 조절을 설명합니다.
• 생식기계, Reproductive System – 암수의 생식기관과 생리적 특성을 소개합니다.

위장관은 사실상 하나의 긴 관이지만, 그 길이에 따라 특정 기능을 하는 부분이 따로 있습니다. 전체적인 기능은 새가 먹은 것을 분해하여 가치 있는 것은 모두 추출하고 나머지는 제거하는 것입니다.

• 식도,Esophagus
• 모이주머니,Crop
• 전위,Proventriculus
• 모래주머니,Gizzard
• 소장,Small Intestine
• 대장,Large Intestine

식도

새는 이빨이 없고, 혀의 움직임도 제한적이기 때문에 음식물을 씹지 않고 통째로 삼키는 경우가 많습니다. 이 음식물은 식도를 따라 내려가며, 식도의 연동 운동과 점액 분비에 의해 부드럽게 처리됩니다. 먹이를 통째로 삼키는 물총새나 가마우지처럼, 먹이 크기에 따라 식도는 유연하게 확장될 수 있습니다. 또 식도는 단순한 통로를 넘어 다양한 기능을 수행하는데, 예를 들어 비둘기는 식도를 통해 새끼에게 공급할 ‘비둘기 우유’를 분비하며, 일부 종에서는 구애나 위협 시 식도를 부풀려 소리 공명에 활용하기도 합니다.

모이주머니,Crop

식도에서 갈라져 나온 ‘모이주머니(crop)’는 음식을 일시적으로 저장하고 수분을 공급하여 부드럽게 만드는 주머니입니다. 먹이를 한 번에 많이 삼켜야 하는 독수리처럼 먹이 기회가 불규칙한 종이나, 꿀을 재빨리 저장해야 하는 벌새에게 매우 중요한 구조입니다. 또한 비둘기처럼 새끼에게 먹이를 되돌려주는 종은 모이주머니를 활용해 소화되지 않은 먹이를 보관하기도 합니다. 특이한 예로, 남아메리카의 호아친은 모이주머니와 식도가 잎을 발효하는 복잡한 구조로 진화해, 마치 반추동물처럼 기능합니다.

전위와 모래주머니,Proventriculus and Gizzard

새의 위는 두 부분으로 구성되어 있습니다. 첫 번째는 전위(proventriculus)로, 위액과 소화 효소가 분비되어 화학적 소화가 시작되는 부위입니다. 이 전위는 특히 물고기나 육류를 주로 먹는 종에서 잘 발달해 있으며, 전위에서는 pH 1 이하의 강산성 환경이 형성되어 뼈나 단단한 조직까지 빠르게 분해합니다. 수염수리는 소의 척추뼈를 이틀 만에, 때까치류는 쥐 한 마리를 3시간 만에 소화할 수 있습니다. 어떤 종은 전위를 단순한 소화기관이 아닌, 기름을 저장해 새끼에게 토해주거나 위협 시 구토하는 방어 수단으로도 활용합니다.

전위를 지난 음식물은 두 번째 방인 근육질의 모래주머니(gizzard)로 이동합니다. 이곳은 강한 수축 운동을 통해 음식물을 물리적으로 분쇄하는 역할을 하며, 이빨이 없는 새들에게는 ‘씹는 기능’을 대신하는 구조입니다. 주로 씨앗이나 식물성 물질을 먹는 조류에서는 모래주머니가 특히 발달해 있습니다. 위의 형태와 비율은 식성에 따라 매우 다양하며, 파충류에는 존재하지 않는 전위는 조류 진화의 한 특징입니다.

소장

소장은 십이지장, 공장, 회장의 세 부분으로 나뉘며, 간과 췌장의 분비물이 십이지장에서 음식물과 섞여 본격적인 영양소 흡수가 시작됩니다. 내벽의 미세 융모는 흡수 표면적을 넓히고 다양한 영양소를 빠르게 흡수할 수 있도록 돕습니다.  소장의 길이는 식성에 따라 크게 달라집니다. 곤충이나 과일, 육류를 주로 먹는 종은 장이 짧고, 씨앗이나 식물, 어류를 먹는 종은 길게 발달합니다.

대장

소화가 끝난 잔여물은 대장(large intestine)으로 이동합니다. 새의 대장은 일반적으로 짧고, 주로 남은 수분을 재흡수하는 기능을 합니다. 대장 끝부분에는 양쪽에 하나씩 맹장(caecum)이 존재하는데, 이 구조는 매우 다양합니다. 닭이나 타조처럼 작거나 퇴화한 종도 있고, 초식성 조류처럼 잘 발달된 경우도 있습니다. 맹장은 섬유질이 많은 식물성 물질의 소화를 돕고, 발효 과정을 통해 흡수 가능한 화합물을 생성하며, 수분·염분의 재흡수, 면역 항체 생성, 요산의 아미노산 전환 등 복합적인 기능을 수행합니다.

마지막으로 소화가 끝난 노폐물은 소변·정액 등 생식계와 함께 연결된 총배설강(cloaca)을 통해 배출됩니다. 이는 새가 가진 독특한 생식-배설 통합 구조로, 배설과 생식을 하나의 통로로 처리하는 진화적 적응입니다.

 

소화 흡수

새는 비행과 높은 대사율을 유지하기 위해, 소량의 음식을 빠르게 소화하고 에너지를 최대한 효율적으로 흡수해야 합니다. 과일처럼 소화가 쉬운 음식은 30분 이내에 장을 통과할 수 있지만, 섬유질이 많은 식물은 반나절 이상 걸리기도 하며, 이에 따라 식성에 맞춰 장의 길이도 크게 달라집니다. 소장에서 포도당과 아미노산은 능동 수송으로, 다른 영양소는 수동적으로 흡수되는데, 이 방식은 에너지를 거의 쓰지 않지만 독성 물질까지 함께 흡수될 수 있다는 단점이 있습니다. 일부 새들은 이러한 위험을 보완하기 위해 점토나 미네랄이 풍부한 흙을 먹어 독소를 중화하는 행동을 보이며, 특히 앵무새처럼 독성이 있는 열매나 씨앗을 섭취하는 종에서는 이러한 해독 행동이 뚜렷하게 나타납니다.

새들은 섭취하는 먹이의 성질에 따라 소화 효소와 흡수 방식이 달라집니다. 과일은 미리 분해된 단당류와 유리 아미노산을 포함하고 있어 장 통과 시간이 30분 이내로 매우 짧고 빠르게 처리됩니다. 이에 비해 씨앗처럼 섬유질이 많거나 단단한 먹이는 소화가 오래 걸리며, 더 강한 효소 작용과 기계적 처리가 필요합니다. 이처럼 먹이의 성분에 따라 선호하는 영양소도 달라집니다. 예를 들어 북미 지빠귀류는 지방이 풍부한 열매를, 홍여새는 당분이 많은 열매를 선호합니다. 홍여새은 포도당을 장뿐 아니라 직장에서도 빠르게 흡수할 수 있는 드문 능력을 지녔습니다. 또한 설탕(sucrose)은 대부분의 명금류가 소화시키기 어렵습니다. 수크라아제(sucrase)라는 효소가 부족하거나 없기 때문인데, 찌르레기류는 실험에서 설탕을 피해 학습하기도 합니다. 반면 벌새는 꿀 속 설탕을 95~99%까지 흡수하며, 포도당 흡수 속도 역시 척추동물 중 가장 빠릅니다. 이처럼 새들의 소화계는 먹이의 종류에 따라 놀랍도록 정교하게 적응해 있습니다.

포화된 지방산으로 구성된 왁스는 동물이 소화하기 가장 어려운 물질 중 하나입니다. 그러나 몇몇 바닷새는 이를 주요 에너지원으로 활용합니다. Oceanodroma 속의 storm-petrel과 Aethia 속의 auklet은 해양 갑각류로부터 얻은 왁스를 소화할 수 있으며, 담즙과 췌장 효소를 반복적으로 이용해 이 복잡한 지방을 잘게 분해합니다. 육상 조류 중에서는 Setophaga coronata (Yellow-rumped Warbler)가 대표적으로, 베이베리(Myrica spp.) 열매의 왁스를 80% 이상 흡수할 수 있습니다. 이 종은 높은 담즙 농도, 느린 장 통과 시간, 재소화 과정을 통해 왁스를 안정적으로 활용하며, 곤충이 줄어드는 겨울철 북부 해안에서도 살아남을 수 있습니다.

그리고 다음은 왁스의 단순한 소화 능력을 넘어 인간과의 협력 행동까지 보여주는 놀라운 사례입니다.

꿀잡이새는 보통 꿀벌의 벌집에서 나오는 순수한 밀랍을 먹고 흡수하는 능력으로 잘 알려져 있지만, 때로는 기독교 선교 제단의 양초에서 나오는 경우도 있습니다(Diamond와 Place 1988). 아프리카의 큰꿀잡이새는 꿀오소리처럼 단 것을 좋아하는 동물이나 사람을 발견한 벌집으로 인도합니다. 먼저 꿀잡이새는 가까이 다가가 독특한 울음소리를 내며 주의를 끌고, 도우미가 반응하면 벌집이 있는 방향으로 짧은 거리를 비행하며 자주 돌아와 위치를 다시 알립니다. 이런 방식으로 꿀잡이새는 조력자를 벌집까지 1킬로미터 이상 인도하고, 도우미는 새로운 흥분된 발성으로 꿀을 발견했음을 알립니다. 그러면 도우미는 벌집을 열어 꿀을 채취하고, 남은 밀랍과 벌 애벌레는 꿀잡이새의 몫이 됩니다.

이처럼 꿀잡이새는 밀랍이라는 특수한 먹이를 얻기 위해 타종과의 협력을 활용하는 드문 조류이며, 복잡한 사회적 행동과 특수한 소화 능력을 함께 지닌 예외적 존재라 할 수 있습니다.