고래 기생충의 진화
[과학기술동향 2005/09/21]

정보출처: http://techtrend.kisti.re.kr

과학자들은 고래의 진화과정을 추적하기 위해 고래의 이 (whale lice)의 유전자를 조사하였다. 고래에 기생하는 작은 갑각류는 고래에 대한 상업적인 포획으로 멸종직전에 놓여있다. 이 고래이의 유전자에 대한 연구는 이 기생충의 숙주가 5-6백만년 전에 세가지 종류로 분화했으며 이들은 모두 포경이 있기 전에 풍부했다는 사실이 밝혀졌다. 유타대학의 연구자들에 의해 이루어진 이번 연구는 'Molecular Ecology'지에 보고되었다.

참고래 (Right Whale)은 1000년 전에 처음으로 상업적인 사냥의 대상이 되었다. 이 고래의 이름은 '죽일 수 있는 정확한 고래'라는 뜻으로 이 고래기름은 고래의 몸을 뜨게 쉽게 하기 때문에 쉽게 찾아낼 수 있었다. 이 고래는 18미터의 크기에 70톤의 무게에 이르렀다. 세가지 종의 고래 중에 두가지는 멸종의 위기에 있다. 오직 200마리만이 북부 태평양 지역에 살고 있으며 350마리가 북대서양에 살고 있지만 남반구에서 그 숫자는 8,000마리에서 10,000마리로 생각되고 있다.

이번 새로운 연구는 보통 생각할 수 있는 이가 아닌 기생갑각류인 고래이의 유전자를 분석하였다. 이 이는 무해하며 작은 기생갑각류로 고래의 표면에 살고 있다. 이 거대한 포유류의 진화를 연구하는데 있어서 기생하는 이에 대한 연구는 이 기생충이 대부분의 시간을 고래와 함께 하기 때문이다. 이러한 접근방법은 다른 동물에게 적용되었지만 고래에게는 처음이다.

공동저자인 비키 로운트리 (Vicky Rowntree)박사는 "고래 연구자들은 고래등에 타서 그들의 경험을 공유하는 꿈을 가지고 있다. 고래이는 수백만 년 동안 이러한 생활을 했으며 고래에 대해 많은 것을 이야기해 줄 수 있다"라고 말했다. 이 고래이는 시아미드 (cyamids)라고 불리며 작은 게처럼 생겼으며 0.5에서 1.5cm의 길이이다. 한 마리의 고래에는 약 7,500마리가 살고 있으며 고래의 피부의 허물을 먹고 살고 있다. 거의 모든 생애를 고래와 함께 살면서 두가지 생명체는 공통적인 역사를 공유하고 있다. 특정한 면에 있어서 이 기생충의 유전자는 과학자들에게 고래에 대한 좀더 많은 것을 알려준다. 이는 좀더 유전적으로 분화되었으며 DNA에 있어서 많은 변종을 가지고 있어 과학자들이 추적할 수 있다. 이러한 변종은 좀더 많은 숫자가 존재하며 좀더 많이 재생산을 할 수 있다.

참고래는 특히 이러한 연구에 좋은 대상으로 이 고래는 세가지 다른 종류의 이를 가지고 있기 때문이다. 유타대학의 생물학자들은 전세계의 해변가에 올라온 남반구의 8마리와 북대서양의 네 마리 그리고 북태평양에서 한 마리에서 이를 수집하였다. 연구자들은 DNA를 추출하여 세포의 영양분을 제공하는 미토콘드리아에서 발견된 유전자를 분석했다. 미토콘드리아 DNA (mtDNA)는 진화를 연구하는데 중요하다. 이 DNA는 일정한 비율로 돌연변이를 일으키며 이것은 이 생명체의 역사를 조사하는데 분자시계로 사용될 수 있다. 이 정보를 이용하여 그들은 고래이 사이의 상호관계를 보여줄 수 있는 가계도를 만들 수 있었다. 그리고 이것은 참고래에게도 마찬가지이다. 이번 연구는 언제 단일 종의 참고래가 세가지 다른 종으로 분화했는가를 측정할 수 있었다.

이번 연구를 이끈 세거 교수 (Seger)는 "고래이의 유전학은 세가지 종류의 참고래가 5-6백만 년전에 북태평양과 북대서양 그리고 남반구에서 고립되었다는 사실을 알려준다"라고 말했다. 이러한 변화의 시점은 이전 고래의 자체유전자에 대한 분석결과와 일치한다. 그는 BBC와의 인터뷰에서 "이것은 세가지 종류의 참고래가 정말로 참고래인가에 대한 오래된 논쟁에 종지부를 찍을 수 있다. 그들은 정말로 분화된 종이었다"라고 말했다.

북-남아메리카는 당시 바다에 의해 분리되어 있었지만 그 사이는 매우 얕아서 고래는 북태평양과 북대서양 사이를 지나도록 헤엄칠 수 없었다. 신체적인 문제로 인한 고립은 각기 다른 종으로 분화하도록 했다. 로운트리 박사는 "참고래는 두꺼운 고래기름을 가지고 있으며 적도를 지날 수 없었다. 이 물은 너무 따뜻하여 그들은 이 열기를 견딜 수 없었다"라고 말했다. 하지만 새로운 연구에 의하면 적어도 한 마리의 남반구 참고래는 1-2백만 년전에 적도를 건너갔다. 로운트리 박사는 "당시에 적도의 바다는 보통보다는 따듯하지 않았을 것이며 일부 모험심이 있는 젊은 숫고래가 적도를 넘어갔을 것이다"라고 말했다.

북대서양의 참고래는 남반구의 참고래보다 덜 유전적으로 다양하다. 이것은 아마도 고래활동이나 포경활동 이전의 숫자가 단순히 줄어들었을 가능성 때문일 것이다. 하지만 새로운 연구에 의하면 "고래이의 유전적인 다양성은 남반구의 참고래보다는 북반구의 참고래에서 더 다양하다. 이것은 북대서양의 참고래의 유전적 다양성이 줄어든 것은 최근에 일어난 것으로 포경활동으로 줄어들었을 것이다"라고 세거교수는 밝혔다.

북태평양의 고래이의 한정된 정보도 유사한 결과를 보여주고 있다. 장기적으로 치명적인 원인에 의한 것이 아니라면 북대서양과 북태평양의 참고래는 궁극적으로 회복가능하다는 것을 의미한다. 사람들은 또한 고래이를 이용하여 태평양의 귀신고래 (Grey Whale)과 같은 멸종위험의 고래에 대한 연구를 할 수 있다.