사계절

사계절

태양과 지구가 사계절을 만들어 낸다.

우리가 사는 지구는 1년동안 태양의 둘레를 한바퀴 돈다. 이것을 "공전"이라고 한다.

지구는 똑바로 선 채 공전하지 않고 공전궤도면의 수직 축에 대하여 약 23.5도 기울어진 채 돌기 때문에

위도에 따라 태양 에너지를 받는 양이 달라진다.

그래서 사계절이 생겨나는 것이다.자전축이 태양 쪽으로 기울어져  있을 때, 우리나라처럼  중위도에 있는 나라에서는 태양의 높이가 높다.

그러면 태양이 떠 있는 시간이  많아지므 기온이 높은 여름이 된다.

지구가 태양을 반 바퀴 돌아서 반대 위치에 오면 자전축이 태양 반대 방향으로  기울어져 있으므로 우리나라처럼 중위도에 있는 나라에서는

태양의 높이가 낮기 때문에, 태양이 떠 있는 시간이 짧으므로 낮의 길이도 짧아진다.

즉,태양 에너지를 받는 시간이 줄어 들어 기온이 낮은 겨울이 된다는 것이다.

우리나라에서 태양의 높이가 여름과 겨울의 중간 정도에 있을 때는 기온도 중간이고 낮의 길이도 중간인 봄과 가을이된다.

 

봄

봄이 오면 꽁꽁 얼었던 얼음이 녹고 땅에서는 아지랑이가 솔솔 피어올라요

동물과 식물도 잠에서 깨어나 각자 맡은 일을 하느라 바빠요.

겨우내 땅속이나 돌 틈에서 겨울잠을 자던 동물이 하나 둘씩 깨어나 밖으로 나와

먹이를 찾아 다니기도 하고 짝을 짓고 알이나 새끼를 낳아요.

또 땅속에서 겨울을 났던 씨앗이나 나뭇가지의 겨울눈도 고개를   내밀고 앞 다투어

싹을 틔우느라 정신이 없지요..

 

민들레; 지난 가을에 먼저 싹을 틔워서 뿌리만 남아 겨울을 견뎌 낸다.

그랬다가 봄이 오면 곧바로 잎을 내고 꽃을 피워 다른 풀보다 먼저 씨앗을 남긴다.

부지런하면 그만큼 많이 얻는다는 것을 민들레가 가르쳐 주네요..

 

씨앗이 싹을 틔우려면 물, 온도(햇빛),충분한 산소가 필요해요.

씨앗은 싹이 틀때 에너지를 얻기 위해 호흡작용을 하는데, 이때 산소가 필요해됴

식물이 광합성을  할 때는 이산화탄소를 써서 산소를 만들어 내지만, 싹이  틀 때는

이와 반대로 산소를 받아들이고 이산화 탄소를 내 놓거든요.

 

식물이 계절의 변화를 알아내는 방법은 두가지가 있다.

첫째,온도의 변화로 계절을 알아낸다.

둘째,밤낮의 길이 변화로 꽃 피울 시기를 알아낸다.마치 시간이 되면

문을 열고 나와서 "뻐꾹 !"하고 소리 내는 뻐꾸기 시계처럼 ,봄이 되고

식물이 싹을 틔우는 자연의 시계도 전자동 시스템이 아닐까요?

(손에 잡히는 과학 교과서에서 발췌)

 

겨울잠을 자던 동물이 어떻게 봄이 온것을 알고 깨어날까요?

개구리나 뱀같은 동물은 봄이 되어 기온이 올라가면 체온도 올라간답니다.

봄이 온것을 온 몸으로 느끼지요. 그것을 신호로 깨어나기 시작해요.

곰이나 다람쥐 같은 동무을 몸속에 있는 생체 시계가 잠을 깨워 준다고 해요.

배가 고프면 배꼽시계가 "꼬르륵"하며 신호를  알려 주는것과 같다고 할수 있지요.

더욱 신기한것은 몸속에서 이런 생체 시계가 준비되어 있는 동물만 겨울잠을 잘수 있고, 또

따뜻한 봄이 오면 깨어날수 있다는 사실이예요.

동물이 겨울 잠에서 깰때 금세 눈을 반짝 뜨고 밖으로 뛰쳐 나오는건 아니예요.

동물이 겨울잠에서 깰어나려면 시간이 아주 오래 걸린답니다.

예를 들어 땅속에 웅크리고 있던 다람쥐가 봄이 온 것을 알아차렸어요.

그런데 다람쥐가 차츰 몸을 펴기 시작해 몸의 온도가 37도가 될때까지 거의 두 시간이나 걸려요.

몸짐이 커다란 곰이 겨울잠에서 깨어나는 데는 하루나 이틀이 걸린다고 합니다.

컴컴한 동굴 천장에 매달려 있던 박쥐도 따뜻한  공기를  느끼면 날개에 힘을 주며  심장이 점점

빨리 뛰기 시작해요. 박쥐 또한 몸의 기운을  되찾은 데 무려 한 시간 넘게 걸리고, 이 과정이 결코

쉽지 않답니다. 박쥐는 몸속에 저장해 두었던 에너지를 이때 모두 쓰면서 잠에서 깨어나지요.

이렇게 어려운 과정을 밟고 막 봄이 찾아온 들판으로  나온 동물 친구들은 새로운 삶을 시작하겠지요?

 

청띠신선나비,멧노랑나비,무당벌레 등과 같은 곤충은 커다란 나뭇가지 밑이나 큰 돌틈에서

어른벌레(성충)로 겨울을 지낸 뒤 봄이 되면 가장 먼저 움직이기 시작함.

이어서 숨어 있던 애벌레도 먹이가 되는 나무줄기나 어린 싹을 향해 천천히 움직임

겨울내 배추 밭 한구석에서 번데기로 변해 있던 배추흰나비,큰줄흰나비,호랑나비 등이 드디어

어른벌레가 되어 날기 시작함.

나무줄기의 틈이나 돌 틈에서 겨울을 보낸 무당벌레나 잎벌레도 한창 물오른 버드나무나

미루나무의 줄기에서 먹이를 찾아 먹고 짝을 찾느나 바쁨.

봄의 여왕이라고 할수 있는 화려한 애호랑나비도 진달래가 꽃망울을 터뜨릴 때쯤 볼수 있음.

 

배추흰나비는 자신의 애벌레가 좋아하는 배추 잎 뒤에 알을 낳음.

알은 노란색인데 알에서 나온 애벌레는 자라면서 점점 녹색으로 변함.

적의 눈에띄지 않으려고 배추 잎과 비슷한 색으로 위장하는 것임.

나비가 낳은 알에서 애벌레가 나오고,애벌레는 허물을  몇번 벗고 번데기가 된 뒤 어른벌레가 되는데

그런 과정을 1년에 3~4번  되풀이 하다가 번데기로 겨울을 나고, 다시 다음 해 봄이 되면 어른 벌레가

알을 낳음. 자연의 세계는 끝이 없음 .돌고 돌며 새로운 생명이 태어나고 죽고,다시 태어나고..

 

봄에  날아 다니는 곤충 대부분은 번데기로 겨울을 나다가 봄이 되면 어른벌레가 되어 날아 다님.

이렇게 곤충이 봄에 나타나는 것은 좋아하는 식물이나 꽃이 봄에 자라는 것과 관련이 있음.

예를 들면 애호랑나비는 진달래꽃이나 벚꽂의 꿀을 좋아하기 때문임.

 

완전 탈바꿈

(알->애벌레->번데개->어른벌레) 을 하는 곤충: 호랑나비,초파리,나방,파리, 벌,개미,거위벌레,나비,날도래,

누에,등에,모기 무당벌레,물매암이,물방개,바구미,반딧불이,벼룩,사슴벌레,송장벌레,쇠똥구리,자벌레,파리,풍뎅이, 하늘소등

 

불완전 탈바꿈

(알->애벌레-.어른벌레) 을 하는 곤충; 메뚜기 매미,풀무치,하루살이,집게벌레,진딧물,장구애비,잠자리,이,여치

송장헤엄치개,소금쟁이,사마귀,벼멸구,베짱이 바아깨비,바퀴,물장군,물자라,물벼룩,메뚜기,매미,땅강아지,노린재,귀뚜라미등

 

탈바꿈을 하지 않는 곤충; 좀목,톡톡이목

 

사람과 닮은 유전 물질을 가진 초파리의한살이

초파리는 질병치료제 개발에 아주 큰 역할을 함.

초파리는 사람의 몸속에 있는 유전 물질을 아주  닮아서  세계적으로 환영받는 실험용 곤충임.

초파리의 염색체는 8개 밖에 되지 않지만 46개의 염색체를 가진 사람의 유전 물질과 70%가 똑같다고 함.

사람 1세대; 아익 자라 어른이 되고 결혼해서 다시 아이를 낳는것까지

식물의 1세대; 1년에 한번 싹을 틔우고 열매를 맺으므로 1년이 한살이

초파리 1세대; 9~15일 정도

초파리는 알->애벌레->번데기->어른벌레의 과정을 거치는 완전 탈바꿈의 곤충이다

태어난지 12시간만 지나면 짝짓기를 하고,짝짓기 한뒤 2일이면 알을 낳는다.

온도에 따라 1~2일 지나면 애벌레가 되어 나온다.

애벌레는 구더기로 2번 허물을 벗으면 완전히 자라는데 4~5일이 걸린다.

번데기는 처음에는 투명한 밤색이지만 점점 진한 밤색으로 변한다.

번데기가 되어7일 정도 지나면 다시 투명해져서 날개와 눈이 비쳐 보이면서 껍질을 찟고

밖으로 나온다.

초파리의 한살이는 온도가 영향을 미친는데,20도 온도에서는 알과 애벌레로 8일, 번데기로7일 정도

있게 되어 한살이가 약15일정도 된다. 하지만 온도를 조금 높인 25도에서는 한살이가 그보다 짧은

9일 정도 된다.이처럼 초파리의 한살이는 약 9~15일 정도로 짧아서 유전 연구하기 아주  좋은

생물 자료가 된다. 한달이면 2세대,1년이면 24세대 엄청나게 번식을 한다.

초파리를 과일로 끌어들여 투명한 유리병에 넣고 관찰 해보세요~^^

 

곤충의 눈은 육각형의 수많은 낱눈이 모인 겹눈과 몇개의 홑눈으로 되어 있다.

애벌레 때는 홑눈으로 지내다가 어른벌레가 되면 겹눈을 가진다고 한다.

특히 발달한 겹눈으로 작은 움직임도 잘 볼수 있고 홑눈으로는 빛의 세기를 느낄수 있다

곤충의눈은 사람의 눈보다 더 많은 것을 볼수 있다.

사람이 보지 못하는 자외선을 느껴 알수 있다.

 

하루살이는 정말로 하루만 살까?

애벌레 시기때는 물속에 돌맹이를 덜쳐 보면 물기를 따라 숨는 꼬리를 가진 곤충이 바로 하루살이

애벌레다.하루살이 애벌레도 잠자리 애벌레처럼 물속에 녹아 있는 산소를 이용해 숨을 쉰다

하루살이가 물속에서 보내는 어린시절만 해도 1년이 넘는것도 있다.

애벌레 시기를 보낸 하루살이는 멋진 날개가 달린 어른이 된다.

어른벌레가 되면  입이 없어져서 먹이를 먹을 수가 없다.

그래서 오래 살수가 없으므로 빨리 짝짓기를 하고 알을 낳는다.

하루살이가 어른 벌레로 살아 있는 시간은 형군 2~3일 정도다.

(경북 환경연수원 심재헌 박사님)