베르그만 법칙

1. 개요[편집]

---

베르그만 법칙(Bergmann rules)은 항온동물의 덩치가 기후에 따라 변화하는 것을 설명하는 법칙이다.

2. 상세[편집]

---

1847년 독일의 의사이면서 생물학자인 카를 게오르크 루카스 크리스티안 베르크만(Karl Georg Lucas Christian Bergmann, 1814~1865)이 처음 주장 했다.[1]

항온동물의 덩치, 정확히는 체표면적이나 부피나 높이 등은 같은 종이란 전제하에 추운 기후에 서식하는 동물은 커지는 편이고, 더운 기후에 서식하는 동물은 작아지는 편이다.

법칙이라고는 하지만 영어로 rules이지 law가 아니다. 그래서 이 법칙에 이의를 제기하는 학자도 있다.

즉 한 마디로 뉴턴의 운동 법칙처럼 '='의 개념이 아니라 '~=', 즉 근사와 같은 경향성의 개념인 것이다.

그럼에도 법칙을 사용하는 건 용어의 편이성과 거의 근사 수준에선 일반화가 가능하고 실제 자연계에서 일어나기 때문에 법칙이라고 칭하는 것이다.

3. 사례[편집]

---

예를 몇 가지 들어보자면, 중부유럽이나 남유럽 지역보다 북유럽이거나 북유럽에 가까운 핀란드, 네덜란드, 덴마크가 키 상위권 국가 통계로 들어가는 것, 또한 한반도에서 전통적으로 키가 컸던 지역은 현재 북한 지역인 평안도와 함경도, 그 중에서도 더 춥고 척박한 함경도였다는 것을 들 수 있다.[2] 또 동아시아에서 키가 가장 큰 지역은 상대적으로 추운 지역인 대한민국과 만주이며, 중국 남부의 경우에는 대한민국이나 비슷한 위도에 있는 사람들보다 체격이 작다. 더 더운 곳인 동남아시아의 주민들은 일반적으로 체격이 동북아시아에 비해 작다.

사하라 이남 아프리카에 거주하는 인구에는 적용되지 않는다는 연구 결과가 있으나 해당 지역 주민들의 체중은 적게 나가는 편이긴 하다.# 또 중동 지역의 경우에도 딱히 체격이 작다는 결과는 없다. 즉, 경향성이지 절대적인 법칙이 아니다. (상대적으로 더 추운 동아시아와 비교해 생각해보자)

항온동물은 에너지를 사용하여 체온을 일정하게 유지한다. 추운 곳에 사는 항온동물일수록 체온을 유지하기 위해서는 주변으로 발산되는 몸의 열을 최소화하는 것이 필요하다.

반대로 더운 곳에 사는 항온동물의 경우, 물질대사 활동에 의해 발생하는 열을 주변으로 발산해야 하는데, 이 때 생기는 열의 발산은 몸의 표면에서 일어나는데 몸의 표면적이 좁을수록 발산하는 열의 양이 줄어든다.

체격이 커지면 몸의 총 표면적은 늘어나지만, 몸의 부피에 대한 표면적은 줄어든다. 수치로 계산해보면, 몸의 가로, 세로, 높이의 길이가 두 배가 될 때 부피는 세제곱인 8배로 늘어나는 반면, 표면적은 제곱인 4배로 증가한다. 따라서 추운 지방에 사는 항온동물은 체격이 클수록 체온유지에 유리하고, 더운 지방에 사는 항온동물은 체격이 작을수록 유리하다.

예를 들어 추운 만주와 한반도 북부, 연해주 지역에 사는 시베리아호랑이는 따뜻한 인도네시아 수마트라 섬에서 사는 수마트라호랑이보다 덩치가 크며, 북부 유라시아와 북아메리카 지역에서 사는 불곰 역시 동남아시아 지역에서 분포하는 말레이곰보다는 덩치가 크다.

인간에게도 이 법칙이 적용된다. 중국 북부 지방은 남부 지방보다 평균 신장이 더 크다. 다만 둘은 민족, 유전적으로 조금 다르기 때문에 북부가 남부보다 큰 이유가 베르그만의 법칙 때문만은 아니다. 또한 북유럽도 다른 유럽인들보다 평균 신장이 더 크다.

단, 남유럽 중에서 구 유고슬라비아권 국가들과(현 슬로베니아, 크로아티아, 보스니아 헤르체고비나, 북마케도니아, 세르비아 등)와 불가리아처럼 발칸반도 지역에 속한 일부 국가들의 경우는 좀 다른데 남유럽임에도 남성 평균 신장이 180cm을 넘는다. 이쪽 국가들은 지리적으로 남유럽에 속해있지만 대부분 산악지대가 많아 지중해 연안이나 흑해 해안 지대를 제외하고는 따뜻하다고 하기에는 애매하다[3]. 거기에 이들 국가의 주류 민족들도 유전학적으로도 본래 따뜻한 곳에서 살던 라틴, 그리스 계열이 아니라 추운 동유럽 북부 지역에서 남하해온 슬라브 계열에 속한다.

이는 한반도 전체로 볼 때도 어느 정도 적용되는데 1930년대 일제가 조사한 자료를 보면 가장 북쪽인 함경도, 평안북도가 제일 크고 충청남도, 전라북도가 가장 작았다.[4] 그와 별개로 병무청에서 실시하는 신체검사에서도 서울, 경기, 강원 등 한반도 중부지역의 평균키가 남부지방보다 일반적으로 높은 경향성은 약간 있다고 할 수 있겠으나, 정작 통계를 돌려보면 예외적인 상황도 나타나며 지역문화,[5] 생활수준 등 다른 변수들도 존재하기에 이 법칙 때문이라고 일반화 하기 어렵다. 일례로 2022년의 신검키는 전국 평균이 174.3cm이나, 중부지방인 서울과 남부지방인 전라북도가 174.6cm로 가장 높았다.[6] 애당초 극단적인 혹한지대가 있는 북한까지 포함한다면 몰라도 우리나라만 따졌을 때 섬 지역인 제주도를 제외하면 베르그만의 법칙의 예시로 들 만큼의 지역별 기후차가 아주 크게 난다고 보기 어려울 뿐만 아니라[7] 키 차이도 크게 유의미한 수준이 아니다.[8]

상대적으로 체격이 작은 편에 속하는 인종은 동남아시아와 라틴아메리카 등 대부분 따뜻한 지역에 거주하고 있다. 다만 정규분포를 그린다면 분명히 예외는 분명히 존재한다.

폴리네시아인은 열대 태평양 섬에 거주하는 인종이지만, 전 세계에서 가장 체격이 좋다. 이는 이들이 조그마한 카누를 타고 섬에서 섬으로 이동하는 해양활동이 잦은 민족이었기에 일반적인 기온으로 인한 체온하강 대신 해양활동으로 인한 저체온증[이유]에 적응하기 위해 체격이 커졌을 가능성을 고려해야 하며, 실제로 근육은 티가 나지 않고 피하지방이 잘 쌓이는 특징을 가지고 있어서 더 락과 같은 유명인들도 체지방량을 아무리 줄여도 근육이 도드라지지 않아 지방흡입을 할 지경인지라 예외적으로 봐야 한다.[9]

이러한 폴리네시아인들의 덩치는 단순히 서구권의 영향으로 패스트푸드가 보급되어 비만화가 되고 체격이 늘어났다고 하기엔 마찬가지로 패스트푸드가 보급되어 비만율 1위에 도달한 평균 신장이 172cm인 멕시코와 비교해 쿡 제도와 프랑스령 폴리네시아의 2019년 기준 만 19세 남성 평균 신장은 178.3cm로 상당한 차이가 나기에 순수한 영양 공급으로 인한 차이가 아니다.

유의해야 할 점은 이 법칙이 말하고 있는 것은 체격이며 신장은 체격에 의해 부차적으로 형성되는 요소에 불과하다는 점이다.[10] 비교적 따뜻한 지역에 사는 남슬라브족은 유럽에서 가장 키가 큰 집단이지만 비교적 마른 체형이다. 마찬가지로 전 세계에서 가장 키가 큰 집단으로 알려진 동아프리카의 닐로트계 흑인들도 뼈대가 얇고 마른 체형이다. 몽골도 겨울이 되면 굉장히 춥지만 몽골인은 체격은 다부진 편이나 평균 신장은 생각보다 크지 않으며[11] 다만 동아프리카와 몽골은 영양 상태가 좋지 못하다는 점도 고려해야 하며 몽골인들은 승마로 인해 O다리로 다리가 휜 경우가 많다는 걸 감안해야 한다.

이렇게 예외가 많은 법칙이 그래도 생물학계에서 의미있는 법칙으로 받아들여지는 이유는 항온동물의 체온-체적관의 관계가 합리적으로 설명되고 있고 증명사례도 많기 때문이다. 동물의 크기는 붉은 여왕 효과로 항상 최적크기로 맞춰지게 되는데 생물의 크기가 크다고 좋은 것은 아니며 작다고 좋은 것은 아니다. 예를 들어 어떤 생물군계에서 피식자의 체적은 작은데 포식자만 일방적으로 덩치를 키운다면 기아에 시달릴 가능성이 높아질 것이며, 가혹한 자연환경에 천적은 많아 에너지 효율과 자손의 수가 중요시된다면 덩치가 작은 게 유리할 것이다. 반대로 해당 생물군이 수컷간의 경쟁이 치열한 번식체계를 가지고 있다면 수컷이 덩치를 적극적으로 키울 이유가 있을 것이다. 또한 기후적으로 먹이활동이 좋은 열대지방과 달리 겨울이 긴 한대지방은 겨울을 버텨낼 피하지방[12]이 대량으로 필요할 수 있다는 이유가 있어 영양 저장을 위해서도 큰 쪽이 유리하다.

이렇게 최적크기를 결정하는 수만 가지 변수가 있다. 그 중에서 정온동물의 보온에는 화학적 반응 및 털의 생성 등 어마어마한 에너지가 기초대사량으로 들어가는데 체적이 큰 경우 상당한 보너스를 받을 수 있고 이 보너스가 체구를 키움으로서 얻는 플러스는 그대로 보존한 채로 마이너스는 상당히 상쇄해 크기가 커진 상태에서 새로운 균형크기가 결정된다.[13] 이게 현실 생태계에서도 자주 볼 수 있을 만큼 체적-보온관계의 보너스가 영향력이 크기에 의미있는 이론으로 거론되는 것이다.

4. 기타[편집]

---

흔히 생물시간에는 추운 곳에 사는 동물일수록 말단부가 작아지는 알렌 법칙과 합쳐서 알렌-베르그만 법칙이라고 가르친다. 북극에서 서식하는 북극곰, 북극여우, 북극늑대 등은 다른 지역의 곰, 여우, 늑대들에 비해 귀나 코의 크기가 작은 편인데 이게 그 사례 중 하나이다.