고래의 귀지는 타임캡슐

이번 주 미 학술원회보(PNAS)에 실린 논문에 의하면, 고래의 귀지(earwax)는 고래가 일생 동안 노출된 오염물질과 스트레스 등에 관한 유용한 정보들이 가득 들어 있는 보고(寶庫)라고 한다. 미국 베일러 대학의 사샤 우셍코 박사(환경과학)가 이끄는 연구진은 2007년 샌타 바버라 근해에서 선박과 충돌하여 사망한 고래의 귓속에서 귀지를 채취하여 분석한 결과, 다양한 유기 오염물질과 고농도의 코르티솔(cortisol: 스트레스 호르몬)이 포함되어 있는 것을 발견했다.

"대다수의 포유류 동물의 경우, 화학물질 노출에 대한 경시적(經時的) 정보를 복원한다는 것은 매우 힘들다. 특히 이번 연구의 대상인 흰긴수염고래(Balaenoptera musculus)의 경우에는 더욱 그러하다. 왜냐하면 그것은 지구상에서 몸집이 가장 큰 동물이어서 다루기가 힘든 데다가, 비교적 희귀한 종(種)에 속하기 때문"이라고 이번 연구의 공동저자인 베일러 대학교의 스티븐 트럼블 박사(생물학)는 말했다.

탐욕스러운 인간이 저질러 온 남획(濫獲)으로 인하여 전세계에 남아 있는 흰긴수염고래의 개체수는 5,000~12,000마리에 불과하다. 설상가상으로 어부들이 쳐 놓은 어망, 환경소음, 오염물질로 인해 흰긴수염고래는 끊임없는 생존의 위협에 시달리고 있다. 흰긴수염고래는 대양을 횡단하면서 엄청난 양의 바닷물과 해산물들을 흡입하기 때문에, 과학자들은 오랫동안 고래기름(whale blubber)을 고래가 일생 동안 삼킨 화학물질의 기록부로 사용해 왔다. 그러나 고래기름만 갖고서는 오염물질의 총량(總量)을 알 수 있을 뿐, 오염의 `발생시기` 및 `지속기간`을 알 수 없다는 문제점이 있었다.

반면에 고래의 귀지는 지방질이 풍부한 축적물로, 고래기름과 화학조성이 동일하다. 게다가 그것은 - 마치 나무의 나이테처럼 - 시간에 관한 정보까지도 제공한다는 장점이 있다. 고래의 귀지에서는 밝고 어두운 색의 띠가 반복적으로 관찰되는데, 띠 하나가 의미하는 시간은 약 6개월이다. 수염고래(baleen whale)의 경우, 귀지가 수십 센티미터의 길다란 귀마개(earplug) 모양을 형성하는데, 이것은 일생 동안 - 심지어 죽은 뒤에도 - 망가지지 않고 그대로 남아 있다고 한다.

우셍코 박사가 이끄는 연구진은 샌타 바버라 근해에서 포획된 고래를 일차적으로 분석하여, "성별은 수컷이며 나이는 약 열두살로 추정된다"는 결론을 내렸다. 귀지를 추출하여 분석한 결과, 문제의 흰긴수염고래는 짧은 일생 동안 16가지 잔류성 유기 오염물질과 접촉한 것으로 밝혀졌는데, 그중에는 살충제와 난연제(flame retardants)도 포함되어 있었다. 잔류성 화학물질에 대한 노출이 가장 많았던 시기는 생후 1년 동안으로, 전체 오염물질 노출량의 1/5을 차지했다. 이 기간에 오염물질 노출량이 많았던 이유는, 임신기 및 양육기 동안 자궁과 어미로부터 오염물질이 많이 전이되었기 때문인 것으로 판단된다.

어미로부터 새끼에게 오염물질이 전이되는 현상은 다른 포유류(예: 인간, 바다표범 등)에서도 관찰되는 것으로 알려져 있다. 이러한 화학물질들은 일단 먹이사슬 속으로 들어온 후, 먹이사슬을 따라 연쇄적으로 이동하며 축적되는 성질이 있다. "고래의 귀지 속에서 발견된 화학물질들 중에서는 현재 사용되지 않는 것들도 꽤 있다. 예컨대 난연제의 경우 이미 2005년에 法으로 사용이 금지됐지만, 50~60년 동안 계속 잔류할 수 있다"고 연구진은 말했다. 고래의 귀지 속에서 발견된 다른 독성물질들은 아마도 바다를 헤엄치는 동안 흡입된 것으로 보이는데, 그중에서 관심을 끄는 것은 수은이다. 수은은 뇌를 손상시킬 수 있는 중금속인데, 귀지를 분석한 결과 생후 5~10년 동안 검출량이 2배로 급증한 것으로 나타났다.

한편, 고래의 일생을 통해 코르티솔의 농도는 2배 증가하는 것으로 밝혀졌다. 코르티솔의 농도가 정점에 이르는 시기는 고래가 성적으로 성숙한 직후(약 10살)와 일치하는데, 이는 성적 경쟁(sexual competition)의 스트레스가 심각하다는 것을 시사한다. 그러나 코르티솔 농도의 전반적 증가가 자연적 현상(예: 젖떼기) 때문인지 인간의 행동(예: 오염, 소음 등) 때문인지는 명확하지 않다. "이번 연구는 매우 흥미롭다. 그러나 고래가 자연에서 기본적으로 겪는 스트레스(baseline stress)와 인간에 의한 인위적 스트레스(anthropogenic stress)를 구분하지 못한 것은 이 연구의 한계"라고 카스카디아 리서치 콜렉티브(Cascadia Research Collective: 미국 워싱턴에 본부를 두고 있는 비영리 고래 조사 및 교육 기관)의 제러미 골드보겐 박사(해양생물학)는 논평했다.

우셍코 박사가 이끄는 연구진은 골드보겐 박사가 지적한 문제점을 해결하기 위해, 전세계 박물관에 전시되어 있는 1,000개 이상의 고래 표본을 분석할 계획을 세우고 있다. "만일 환경 스트레스가 없었던 시기에 살았던 고래의 귀지를 분석할 수 있다면, 고래의 코르티솔 농도를 증가시킨 이유가 무엇인지를 정확히 파악할 수 있을 것"이라고 우셍코 박사는 말했다.

※ 원문정보: Trumble, S. J., Robinson, E. M., Berman-Kowalewski, M., Potter, C. W. & Usenko, S. Proc. Natl Acad. Sci. USA http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1311418110 (2013).

기사출처:http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?is_cd_2_s=01&issue_no_s=2&record_no=241182&cont_cd=GT&is_cd_1=IS01&is_cd_2=01&is_cd_3=2

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