거북이 중에는 주로 물속에서 사는 종도 존재하며, 겨울철 등은 물속에서 가만히 움직이지 않고 있는 모습도 보이는데, 그런 거북이는 폐호흡뿐만 아니라, "엉덩이 호흡"도 가능해 수중에서도 장시간 지낼 수 있다는 설이 있다.
실제로 거북이는 엉덩이 호흡을 할 수 있을까?
과학계 매체 Live Science 라이터 해리 베이커 씨는, "기술적으로 말하면, 거북이는 엉덩이를 통해 숨쉬지 않습니다. 그것은 거북이가 정확히 엉덩이를 가지고 있지 않기 때문입니다"라고 말하지만, 거북이에는 항문, 배뇨구, 생식구를 겸하는 총배출강이라고 불리는 기관이 있는데, 이를 이용해 "총배출강호흡"이라는 과정을 하고 있다고 하니, 대충 말하면 "엉덩이 호흡"이라고 할 수 없는 것도 아니라고 한다.
호주 퀸즐랜드 대학의 생물생리학자인 크레이그 프랭클린 씨에 따르면, 총배출강 호흡을 하는 거북이는, 총배출강에서 점막낭이라는 두 개의 주머니 모양의 기관으로 물을 퍼 올린다고 한다. 그리고 점막낭에 퍼올려진 물에 함유된 산소가 벽면에 늘어선 작은 돌기를 통해 혈액 속으로 확산되는 것이 거북이의 "총배출강 호흡"의 구조.
그러나, 총배출강호흡은 일반 폐호흡에 비해 매우 비효율적이며, 대부분의 거북이는 보통 폐호흡을 하며 살고 있다.따라서 물살이 빠른 강이나 빙판 등 공기를 마시기 어려운 환경에 적응할 필요가 있는 소수의 담수종만이 총배출강 호흡을 본격적으로 사용하고 있다는 것.
총배출강호흡을 활용하는 주요 거북이는, 강에 서식하고 있으며, 세계에는 총배출강호흡을 할 수 있는 하천거북이 10종 이상 있는 것으로 알려져 있는데, 그 중 절반가량은 호주에 서식하고 있으며, 깍지거북(Elusor macrurus)과 노도지거북(Elseya albagula) 등이 존재, 그 중에서도 총배출강 호흡이 뛰어난 것이 흰머리거북(Rheodytes leukops)이다.
호주에 분포하는 흰머리거북이는 물살이 빠른 하천의 급류(여울) 바닥에 서식하고 있으며, 총배출강 호흡을 통해 100%의 산소를 얻을 수 있으며, 완전 수생을 위해 산란 외에 상륙하는 일은 거의 없고, 폐호흡을 하는 일도 드물다는 것.
그러나 흰머리거북이를 제외한 모든 종은 총배출강 호흡만으로 필요한 산소를 조달할 수 없고, 어디까지나 물에 숨어 있을 수 있는 시간이 늘어나는 정도.프랭클린 씨는, 예를 들어 숨을 멈춘 채 물속에 15분간 머무는 대신 몇 시간 동안 물속에 머물 수 있다고 말한다.
흐름이 빠른 곳에서는, 호흡을 위해 수면까지 떠오르면 떠내려갈 위험이 있기 때문에, 흰머리거북이이와 같은 종에게 물속에서 숨쉴 수 있는 총배출강 호흡은 유용하고, 또한 물밑에 가만히 있으면 포식자에게 발견될 위험성도 줄일 수 있다.이 장점은 새나 큰 물고기에게 노리기 쉬운 아기 거북이에게 특히 중요하다고 하며, 프랭클린씨는 "부화한 지 얼마 안 된 거북이가 포식될 위험이 가장 높은 것은 물속에서 지상까지 헤엄칠 때입니다"라고 코멘트.어린 거북이는 일반적으로 성체보다 총배출강 호흡이 뛰어나다는 것.
언뜻 보면 총배출강 호흡에는 장점밖에 없는 것 같지만, '폐호흡보다 훨씬 에너지 효율이 나쁘다'는 단점도 있다.프랭클린 씨는 "우리가 공기를 마실 때 가스는 가볍고 폐를 자유롭게 드나들기 때문에 에너지는 거의 필요 없습니다.하지만 점성이 있는 액체를 흡입하려는 것을 상상해 보세요"라고 말하고, 또한 물에 포함된 산소는 같은 양의 공기와 비교하여 200분의 1 정도 밖에 되지 않으며, 삼투압 조절에 의한 에너지 소비도 있기 때문에 총배출강 호흡은 에너지 효율이 상당히 나빠진다고 한다.
또한 북미 전역에 분포하는 6~7종의 민물거북이는, "겨울철에 언 물밑에서 동면한다"는 생태를 가지고 있어, 제한적인 유형의 총배출강 호흡이 가능하고, 이들 종은 빙판 바닥에서 수개월간 겨울잠을 자기 때문에 공기를 만지지 못한 채 100일 이상 얼음 밑에 있기도 한다.
그러나, 이들 종이 수행하는 총배출강호흡은 흰머리거북어 등의 종이 하는 총배출강호흡과는 달리 적극적으로 물을 점막낭으로 퍼올리는 것이 아니라, 물 속의 산소를 점막낭 표면으로 수동적으로 확산시키는 형태로 이루어지는데, 이 과정은 피부 호흡에 가깝기 때문에 그런 의미에서 양서류나 파충류, 그리고 제한적이긴 하지만 인간을 포함한 일부 포유류에서도 이 능력을 가지고 있다고 할 수 있다.
또, 캐나다 로렌션대 생물생태학자인 재키 리츠거스 씨는 "동면중의 거북이는 큰 폭으로 대사율이 떨어지고, 산소가 적어 수동적인 총배출강 호흡으로 살아남을 수 있다"고 말한다.