이웃집과학자

지난 60여년 동안 전 세계의 바다새 수는 2/3에 가까운 수치로 떨어졌습니다. 60년 전에는 15억 마리의 바다새가 현재는 약 5억 마리 정도로 줄었다고 하는데요. 바다새가 줄어든 원인으로 환경 오염이 꼽힙니다. 특히 바다에 버려진 플라스틱은 주된 원인 중 하나입니다.

<Environmental Science & Technology>에 게재된 논문에 따르면 소량의 플라스틱을 먹은 바다새들은 콜레스테롤 수치가 올라갔을 뿐만 아니라 체구가 작아졌으며 신장 기능이 손상됐습니다.

호주 타즈마니아대학교 해양 및 남극연구소의 생물학자 겸 생태학자 Alxander L. Bond의 연구진은 호주의 로드 하우섬(Lord Howe Island)에 서식하는 바다새 중 하나인 붉은발슴새(Ardenna carneipes) 53마리를 연구했습니다. 로드 하우섬은 호주의 관광지 중 하나이며 유네스코 세계문화유산입니다. 관광객들도 많이 방문하지만 수만 마리의 바다새들이 서식하는 곳이기조 하죠. Bond는 "로드 하우섬의 붉은발슴새들은 플라스틱 섭취에 가장 쉽게 노출되는 새들 중 하나"라고 말했습니다.

연구진은 붉은발슴새들의 혈액 샘플을 채취해 플라스틱이 붉은발슴새들의 혈액에 미치는 영향을 분석했습니다. 그 결과 플라스틱을 먹은 붉은발슴새들은 콜레스테롤, 요산, 아밀라아제의 수치가 증가한 것으로 조사됐습니다. 반면 혈중 칼슘 농도는 감소했습니다. 혈장 내 칼슘은 몸에서 매우 중요한 역할을 합니다. 혈액, 림프액과 같은 세포외액에서 칼슘은 자유롭게 확산해 없어서는 안 될 수많은 활동을 합니다. 칼슘은 신경근육 흥분도 조절합니다. 혈중 내 칼슘 농도가 감소하면 신경과 근육을 흥분성으로 만드는데요. 때문에 저칼슘혈증에 걸리면 정상적으로 유효하지 못한 생리적 자극에 대한 역치를 가져와 골격근이 발포하고 자발적으로 경련을 일으킵니다. 심각한 경우 호흡관련 근육의 발작적 수축으로 질식을 유발해 사망할 수 있습니다.

칼슘은 자극과 분비에도 중요한 역할을 합니다. 적당한 자극에 반응해 칼슘의 투과성이 증가하고 분비세포로 칼슘의 유입이 증가하면 세포외배출을 통해 분비되는 생성물의 분비를 자극할 수 있습니다. 이런 과정은 신경세포에서 신경전달물질의 분비와 내분비 세포에서의 펩티드 호르몬과 카테콜아민 호르몬 분비에 매우 중요합니다.

요산은 곤충, 새, 대부분의 파충류 등에서 발견되는 질소 노폐물입니다. 요산은 적당한 양이 있으면 일정한 양의 질소를 배출할 수 있으며 항산화 보호제로 작용할 수 있는데요. 요산 농도가 지나치게 높으면 요산이 용액에서 빠져나와 여러 조직에서 결정화가 됩니다. 특히 신장 네프론에 형성된 요산 결정은 영구적으로 신장 기능에 손상을 입힐 수 있습니다.

콜레스테롤은 모든 스테로이드 호르몬의 공통적인 전구체입니다. 콜레스테롤은 혈중에 용해되지 않기 때문에 저밀도 지단백과 고밀도 지단맥에 붙어 혈액 속으로 운송됩니다. 양성 콜레스테롤은 동맥 죽종 내에 있는 콜레스테롤을 간으로 이동시켜 동맥경화를 감소시키지만 악성 콜레스테롤은 콜레스테롤을 동맥으로 운송시켜 동맥경화를 유발합니다. 또한 총 콜레스테롤 또는 악성 콜레스테롤이 증가하면 허혈성 심장질환이 발생할 가능성이 높아진다고 합니다.

바다새들은 플라스틱의 '냄새'에 이끌려 플라스틱을 먹는다고 합니다. 2016년 에 게재된 논문에 따르면 플라스틱에서 나오는 디메틸설파이드(dimethyl sulfide, DMS)가 바다새의 먹이인 크릴새우 냄새와 화학적인 공통점이 있다고 합니다.

연구진은 대중적으로 사용되는 플라스틱 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌 3종류를 그물에 담아 3주 동안 바다에 뒀습니다. 3주 후 연구진은 플라스틱 조각에서 나오는 물질을 분석했는데요. 세 플라스틱 모두 디메틸설파이드가 검출됐습니다. 또한 연구진이 13,315마리의 갈매기와 새들의 플라스틱 섭취를 다룬 55개의 연구의 데이터를 분석한 결과 알바트로스, 붉은발슴새와 같은 바다새들은 디메틸설파이드 냄새를 쫓아 다른 새들보다 6배나 많은 플라스틱을 섭취한다고 밝혔습니다.

연구진은 "동물의 행동에는 모든 이유가 있다"며 "이번 연구로 플라스틱이 해양동물에 끼치는 영향이 알려진 것보다 훨씬 심각하다는 사실이 분명해졌다"며 환경보호의 중요성을 강조했습니다.

##참고자료##

• Lavers, Jennifer L., Ian Hutton, and Alexander Bond. "Clinical pathology of plastic ingestion in marine birds and relationships with blood chemistry." Environmental science & technology(2019). 
• Savoca, Matthew S., et al. "Marine plastic debris emits a keystone infochemical for olfactory foraging seabirds." Science advances 2.11 (2016): e1600395. 
  
• Sherwood, Klandorf, Yancey <동물생리학> 
  
• 이종구 <심장병 알면 이길 수 있다>