동부 발트해 대구, 남획으로 인해 예전보다 훨씬 작아짐

 (smithsonianmag.com)
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  • 동부 발트해 대구의 몸집 감소는 단순한 개체 손실을 넘어, 남획이 개체군의 유전적 구성까지 바꿨을 가능성을 보여줌
  • 1996년 가장 큰 개체는 3피트 이상 자랐지만 2019년에는 크기가 절반으로 줄었고, 평균 개체는 사람의 오므린 두 손에 들어갈 정도가 됨
  • 연구진은 1996~2019년에 잡힌 대구의 이석 152개와 DNA를 분석해 성장률 관련 유전 변이를 추적했고, 큰 몸집과 관련된 변이가 줄어든 것을 확인함
  • 2019년 개체군 붕괴로 어획이 금지됐지만 크기는 회복되지 않았으며, 해수 온난화만으로는 감소 폭을 설명하기 어려움
  • 빠른 성장과 관련된 유전 변이가 이미 사라졌을 수 있어 유전적 다양성이 낮아지고, 미래 환경 변화에 적응하기 더 어려워질 수 있음

남획이 바꾼 동부 발트해 대구의 크기

  • Science Advances에 6월 25일 발표된 연구는 동부 발트해 대구의 급격한 몸집 감소 원인을 추적함
  • 이 어종은 과거 훨씬 크게 자랐음
    • 1996년 가장 큰 개체는 3피트 이상까지 자람
    • 2019년에는 크기가 절반으로 줄었고, 무게도 과거보다 크게 감소함
    • 현재 평균 대구는 사람의 오므린 두 손 안에 들어갈 수 있을 정도로 작아짐
  • 발트해 어업은 수십 년간 큰 그물로 대구를 잡아 왔고, 작은 물고기는 상대적으로 빠져나가기 쉬웠음
    • 이 조건은 작은 몸집이 남는 방향의 선택 압력을 만들 수 있음
    • 다만 개체군 변화가 오염이나 온도 변화가 아니라 진화 때문인지 직접 입증하기는 어려웠음
  • 규제 당국은 개체군 붕괴 때문에 2019년 동부 발트해 대구 어획을 금지했지만, 크기는 아직 되돌아오는 징후를 보이지 않음

이석과 DNA로 확인한 진화 신호

  • 연구진은 1996~2019년에 잡힌 동부 발트해 대구에서 수집한 이석 152개를 분석함
    • 이석은 내이에 있는 작고 뼈 같은 구조물임
    • 나이테처럼 물고기의 연간 성장을 기록하는 생물학적 시간표 역할을 함
  • 각 물고기의 DNA를 시퀀싱해 성장률과 관련된 유전체 영역과 유전 변이를 찾음
    • 시간이 지날수록 더 큰 몸집과 관련된 변이가 덜 흔해짐
    • 외부 압력이 대구의 진화 방향을 이끌었다는 신호로 볼 수 있음
  • GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel의 Thorsten Reusch는 인간의 수확 활동이 자연에서 가장 강한 선택 압력을 일으키며, 진화적 변화가 매우 빠르게 나타날 수 있다고 봄
  • 해수 온난화도 작은 대구 크기에 영향을 줄 수 있지만, 실제 감소 폭은 온도 변화만으로 예상되는 수준보다 훨씬 큼
  • 빠른 성장률과 관련된 유전 변이는 이미 개체군에서 사라졌을 수 있음
    • 이런 유전적 다양성 감소는 종이 미래 환경 변화에 적응하기 어렵게 만들 수 있음
    • Reusch는 진화적 변화가 여러 세대에 걸쳐 진행되며, 회복은 감소보다 훨씬 오래 걸리고 불가능할 수도 있다고 봄
  • Liverpool John Moores University의 해양생물학자 Stefano Mariani는 이 연구를 인간 활동이 진화를 가속할 수 있음을 보여주는 “이정표”로 평가하며, 종의 개체 수뿐 아니라 유전자 풀도 추적해야 한다고 말함

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • 작은 물고기를 “나중에 커질 어린 개체”라고 보고 놓아주면, 실제로는 성체 소형 개체까지 살아남아 유전자 풀이 망가질 수 있다는 게 핵심으로 보임
    이 발견이 낚시에서 작은 물고기 포획을 금지하는 보전 규칙에 영향을 줄지 궁금함

    • 20여 년 전 대형 수조에서 대구나 송어로 비슷한 실험을 했다는 글을 읽은 적 있음
      물고기를 무작위로 제거하거나 작은 개체를 놓아주는 방식이었고, 결론은 같았음. 작은 물고기를 놓아주면 몇 세대 뒤 성숙한 물고기의 평균 크기가 줄어듦
      제출된 논문 저자들이 인용한 이 논문도 같은 맥락을 짚음: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2105319118
      이론적으로는 근거가 강하지만, 자연 포획 어업 때문에 생긴 유전적 변화라는 명확한 증거는 드물었고, 개체군 감소에서 표현형 변화가 진짜 진화인지 성장·생존·적응도·주변 개체군 유입 때문인지 가려내기 어려웠다는 내용임
      그래서 이번 논문은 실험실 결과가 야생에서도 성립한다는 증거처럼 보임
    • 작은 수컷 연어에는 흥미로운 사례가 있음: https://www.fishingwithrod.com/articles/fish_biology/whats_u...
      치누크와 은연어에서 보이는 “jack”은 예상보다 몇 년 일찍 태어난 하천으로 돌아오는 작은 수컷이고, 산란장에 도착했을 때 이미 성적으로 성숙해 있음
      큰 수컷끼리 영역 싸움을 하는 동안 몰래 끼어들어 암컷의 알을 수정하는 몰래 짝짓기 전략을 쓴다고 행동생물학자들이 봄
      다만 기억하기로는 암컷이 이미 알을 낳고 큰 수컷들이 싸우는 사이 작은 수컷이 몰래 수정하는 구조라서, “기다린다”거나 “짝짓기한다”는 표현은 오해를 줄 수 있음
    • 이 경우에는 작은 몸집이 진화적 이점이니 이해되는 결과임
      반대로 Maine 바닷가재는 큰 수컷과 알을 품은 암컷을 놓아주는데, 바닷가재 수명이 길어서 실제로 더 커지는지 비교하기는 어려울 듯함
    • 역사적으로 트롤 어선은 크기를 크게 가리지 않았음
      괜찮은 선택적 트롤 장비가 개발되고 최소 크기 규제가 도입된 건 꽤 최근 일임
      참고로 동부 발트해 대구 규정의 최근 변경은 보고된 어획량에 통계적으로 유의미한 효과가 없었음: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-03308-8_...
      자원 평가용 데이터 품질은 나빠졌고, 최소 크기를 줄였는데도 대구 폐기는 줄지 않았으며, 어업 장비의 선택성이 높아졌다는 징후도 없다는 내용임
    • 작은 물고기를 놓아주는 건 보통 먹을 만하지 않아서라고 생각함
      6인치짜리를 잡으려고 단속관을 속이려는 사람은 없을 듯함

  • 발트해는 농업혁명 이후 비료와 유독 농약 유출이 너무 많아서, 물고기에도 중금속과 독성 물질이 가득함
    스웨덴 당국은 한 달에 한 번 이상 먹지 말라고 권고하고, 임산부와 건강 문제가 있는 사람에게는 아예 먹지 말라고 함
    이런 농업 유출 과부하 때문에 해저가 완전히 죽은 거대한 구역도 생겼음

    • Chesapeake Bay의 게도 비슷함
      그곳의 조석 구간 약 80%가 PCB와 중금속으로 오염되어 있고, 규제기관은 이를 “손상”이라고 부르며 한 달에 한 번 이상 먹지 말라고 권함
      대구는 바닥에서 먹이를 먹는 어종이라 바닥에 가라앉는 오염에 영향을 받음
    • 전형적인 일이고, 늘 그렇듯 아무도 책임지지 않음
      전형적인 EU임

  • 마오리 어부들은 작은~중간 크기 물고기를 먹고 가장 큰 개체는 최고의 번식 개체라 남겨뒀다고 어디선가 읽은 것 같음
    지금은 출처를 못 찾겠지만 논리는 맞아 보임

  • 제목을 80자 제한에 맞추려고 줄여야 했음
    모든 대구가 아니라 동부 발트해 대구에 관한 내용임

    • “Scientists Find why Eastern Baltic Cod Shrank for Decades”
      또는 아직 길이 제한에 맞는 제목으로 “Scientists Find Eastern Baltic Cod Shrank due to Overfishing Affecting Genepool”도 가능함
    • “Eastern Baltic Cod Shrinking for Decades; Scientists Have Answer”

  • 그래서 모기가 무서움
    모기와 싸우면 결국 모든 것에 내성을 가진 초인간급 모기가 만들어질 수 있음. 인류를 없앨 새 질병을 찾게 되면 끝장임
    개인적으로는 모기가 다가오는 어떤 환경 재난보다 훨씬 더 걱정됨

    • 기술과 밈은 유전자보다 더 빨리 퍼짐
      모기가 그렇게 빠르게 적응하는 건 그렇게 심각한 문제가 아님
      게다가 매년 미국인 수십만 명이 말라리아로 죽었다면, Covid 때처럼 훨씬 효과적인 치료법을 찾아냈을 것임. 이미 매우 효과적인 치료법들이 있지만 널리 쓰이지 않을 뿐임

  • 표현이 마음에 들지 않음
    대구가 능동적으로 몸집을 줄이는 것처럼 들리지만, 이건 매우 단순한 다윈식 자연선택임
    여기서 “가장 적합한” 대구는 작아지는 성향이 있는 개체임. 그 개체들이 그물을 빠져나가 살아남고 번식해 그 성향을 넘겨주기 때문임
    따라서 큰 대구가 곧바로 “회복”되지는 않을 것임. 자연에서 그런 다양성이 다시 생기려면 방해가 최소인 상태로 수천 년이 걸릴 수 있음. 물론 이는 다른 모든 생물에도 적용됨

    • 글에서는 큰 대구를 없애는 데 30년밖에 걸리지 않았다고 함
      유전적으로 더 작은 대구만 빠져나가 계속 번식하게 한 결과임
      이제 동부 대구가 모두 보호된다면, 유전자 풀이 정상적인 크기 분포로 돌아가는 데도 30년 정도면 될지도 모름

  • 대구 어업이 인간에게 어떤 도움을 줬고, 결국 남획이 대구 개체 수를 어떻게 해쳤는지 다룬 훌륭한 책이 있음: https://www.markkurlansky.com/books/cod-a-biography-of-the-f...
    지루한 주제처럼 들릴 수 있지만, 읽어본 책 중 손꼽히게 좋았고 자주 추천함

    • Salt의 저자가 쓴 책이고, 같은 이유로 비슷하게 흥미로움
      훨씬 짧기도 함

  • 진화는 몇 세대 안에도 매우 빠르게 일어날 수 있고, 꼭 수백만 년이 걸리는 건 아니라고 자주 말해왔음
    포식자, 여기서는 인간의 행동이 급격히 바뀌면 눈에 보이는 형질이 크게 바뀌는 자연 사례를 보는 게 흥미로움

    • 이게 논쟁거리라기보다 그냥 사실 아닌가 싶음
      내가 이해한 현대 진화론의 수용된 관점은 진화가 갑작스러운 단계식으로 일어난다는 것임
      생태계가 꽤 안정적이고 종이 크게 변하지 않는 평형 상태가 있다가, 어떤 충격이나 변화가 생기면 비교적 짧은 기간에 진화가 빨라짐
      깊이 생각해보면 말이 됨. “정상적인” 유전적 발현이 더 이상 살아남지 못할 때 진화가 일어나고, 그렇지 않으면 무작위 변이는 평균화되기 때문임
    • 특히 인상적인 건 소련의 여우 가축화 실험임
      몇십 세대 만에 성공했음. 인간이 도구와 기술을 가지고 살아온 세대 수를 생각하면, 우리는 스스로를 가축화해온 셈임
    • 어떤 사람이 원래 종자 배양이 온 지역과 전혀 다른 기후에서 Spirulina 농장을 시작한 걸 알고 있음
      처음 며칠은 상태가 매우 나빴고 색도 이상했으며 배양도 자라지 않았음
      하지만 결국 새 기후에 적응해 회복했고, 여러 온실 규모로 키워 계속 수확할 수 있게 됨
    • 기존 개체군 안에 이미 존재하는 유전적 변이 중에서 선택하는지에 크게 달려 있음
      그런 경우라면 매우 빠르게 일어날 수 있음
      반대로 마주 보는 엄지처럼 완전히 새로운 기능을 진화시키는 경우라면 수백만 년에서 영원까지 걸릴 수 있음
    • 유전적 부동으로 별개의 종이 생기는 진화라면 여러 세대와 어느 정도의 시간이 반드시 필요함

  • Philip Glass가 교향곡 5번에 가져다 쓴 구절이 떠오름
    “그러므로 땅이 슬퍼하고, 그 안에 사는 모든 것이 쇠하며, 들의 짐승과 하늘의 새들, 바다의 물고기까지 사라진다”

  • 지금까지 발트해 대구 문제에 대해 들은 건, 그 바다가 대구에게 충분히 짜지 않다는 얘기였음
    대구가 번식하려면 알이 산란 후 적절한 깊이에 떠 있도록 일정한 염도가 필요함
    라트비아 뉴스 사이트의 관련 기사: https://nra.lv/neatkariga/intervijas/481931-mencu-zveja-balt...

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