참치와 상어처럼 체온을 일정 수준 이상으로 유지하는 중온성 어류(Mesothermic fish)는 체내 열 생성 속도는 빠르지만, 몸을 식히려면 낮은 수온이 필요해 기후변화로 수온이 상승하면 생존을 위협받을 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

 아일랜드 더블린 트리니티칼리지 니컬러스 페인 교수팀은 17일 과학 저널 사이언스(Science)에서 어류의 체온 변화와 열 교환을 이용해 대사율을 추정한 결과, 상어나 참치 등 대형 중온성 어류는 다른 어류보다 체온 유지와 사냥 등에 거의 4배 많은 에너지가 필요한 것으로 나타났다며 이같이 밝혔다.

 연구팀은 대형 중온성 어류는 몸 크기가 커질수록 열 생성 속도가 열 손실 속도보다 빠르게 증가한다며 이는 해양 온난화로 수온이 높아질 경우 몸을 식히는 게 어려워져 멸종 위험이 더 커질 수 있음을 의미한다고 말했다.

 하지만 이들의 성장과 먹이 요구량, 이동 능력, 나아가 멸종 위험까지 좌우하는 에너지 소비와 체온 조절 등 대사율은 아직 충분히 밝혀져 있지 않은 상태다.

 연구팀은 몸무게가 수백㎏에서 수t에 이르는 대형 어류의 대사율 연구는 체온 측정 자체가 어려워 크게 부족한 상태라며 이들이 얼마나 많은 에너지를 소비하고 체내에서 생성된 열을 어떻게 처리하는지에 대한 정량적 이해는 거의 없는 상태라고 지적했다.

 이들은 이 연구에서 몸무게 800~3천500㎏에 이르는 돌묵상어 등 대형 어류에 센서를 부착해 체온과 주변 수온 변화를 측정하고, 기존의 호흡 실험 자료를 결합해 1㎎ 수준의 유생부터 3t급 상어까지 총 137종의 데이터세트를 구축해 일상대사율(RMR) 등을 분석했다.

 그 결과 중온성 어류는 체온을 외부 온도에 의존하는 일반적인 외온성(ectotherm) 어류보다 에너지 소비량이 3.8배나 많은 것으로 나타났다.

 연구팀은 이런 에너지 소비 격차는 체온 차이를 고려해도 그대로 유지됐다며 이는 중온성 자체가 구조적으로 에너지 비용이 큰 생존 전략임을 의미한다고 말했다.

 또 체중이 증가할수록 체내 열 생성 속도는 더 빠르게 증가하지만, 열이 바닷물로 빠져나가는 속도는 상대적으로 느려지는 '스케일링 불일치' 현상도 확인됐다.

 이 때문에 몸집이 클수록 체온이 더 높아지는 경향이 나타났으며, 특히 중온성 어류에서 이런 현상이 두드러졌다

 이에 따라 일정 수온 이상에서 열 균형 유지가 어려워지는 한계도 나타났다. 모델 계산 결과, 2t급 외온성 어류는 수온 약 27℃까지 견딜 수 있지만, 500㎏ 중온성 어류는 약 20℃, 1t급 중온성 어류는 17℃에서도 열 균형을 유지하기 어려운 것으로 나타났다.

 이 온도를 넘을 경우 어류가 수영 속도를 줄여 열 생성을 낮추거나 더 차가운 깊은 바다로 이동해 체온을 낮추지 않으면 체온이 계속 상승해 위험해질 수 있다.

 연구팀은 문제는 기후변화로 해양 온도가 계속 상승한다는 점이라며 바닷물이 따뜻해질수록 중온성 어류는 더 많은 에너지가 필요하고 동시에 과열 위험도 커져 남획 등으로 개체수가 줄어든 대형 어류가 생존에 더 큰 위협을 받을 수 있다고 말했다.

 ◆ 출처 : Science, Nicholas L. Payne et al., 'Mesothermic fishes face high fuel demands and overheating risk in warming oceans', www.science.org/doi/10.1126/science.adt2981