카리브해의 산호를 구하려는 치열한 연구 끝에 미 플로리다 수족관 연구자들이 돌파구를 열었다고 미 CNN이 단독으로 12일 보도했다.

CNN은 “해양생물학자들은 수족관 기술을 활용해, 멸종위기에 처해 있는 산호종 엘크혼(elkhorn coral)의 생식에 처음으로 성공한 것”이라며, 이는 ‘역사적인 전진’이라고 평가했다.

카리브해의 생태계 재생으로 이어지는 동시에 허리케인의 맹위에 대한 방어를 강화함으로써 인류에게도 보상이 기대된다고 과학자들은 이번 성공을 높게 평가했다.

엘크혼 산호는 과거 카리브해 해중(海中)에 퍼져 있었다. 그러나 세계 각지에서 사라지고 있는 다른 중요한 산호 생태계와 마찬가지로 이제는 자연계에서는 좀처럼 찾아 볼 수 없게 됐다. 엘크혼 산호는 산호블록을 이루는 매우 중요한 구성요소이지만, 얼마 전까지만 해도 수족관에서 사육하기 상당히 어려운 것으로 잘 알려져 왔다.

번식 실험(reproductive experiment)이 성공했을 때, 연구자들은 환호에 겨워했던 것도 그러한 이유라고 CNN은 전했다.

템파 수족관(Tampa aquarium)의 산란 랩(spawning lab)을 총괄해 온 케리 오닐(Keri O'Neil) 선임과학자(senior scientist)는 “드디어 실현되었을 때, 처음에는 어쨌든 안심했다.”고 말했다. 그러면서 그는 “플로리다의 엘크혼 산호 멸종에 제동을 거는 중용한 첫 걸음”이라고 평가했다.

지금까지 다수의 산호종을 성공적으로 산란해 온 케리 오닐은 동료들로부터 ‘산호를 길들이는 사람(coral whisperer)’로 불린다고 한다. 엘크혼 산호는 수족관의 아폴로 비치 랩( Apollo Beach lab)에서 산란을 한 14번째 산호종이지만 연구팀 내에서는 가장 중요한 종(種)으로 자리매김하고 있다고 한다.

카리 오닐에 따르면, 플로리다 키즈 산호 구역(Florida Keys Reef Tract)에는 300개 정도의 엘크혼 산호만 남아 있지만, 산란 실험에서는 수천 개의 아기 산호(baby coral)가 탄생됐다. 이 가운데 살아남은 성체(adulthood)가 되는 것은 많아야 100개 정도로 예측된다고 한다.

사슴의 뿔처럼 가지가 있는 뿔(elk antlers)을 닮았다고 해서 엘크혼이라는 이름이 붙은 이 산호종은 보통 수심 20피트(약 6m) 미만의 초상층부에 서식한다. 그래서 엘크혼 산호의 군체는 큰 파도를 깨뜨리는 중요한 존재다. 허리케인 시즌이 한창일 때 산호초는 해일로부터 플로리다 연안부를 지키는 과묵하면서도 강력한 아군이 된다. 이러한 해일은 해수면 상승에 따라 갈수록 격렬해지고 있다.

카리 오닐은 “이러한 산호초가 사멸하면 침식이 시작되고, 그러한 해안의 방어가 상실됨과 동시에, 산호초를 거치던 물고기와 다른 생물의 서식지도 상실된다”면서 “지금은 거의 사라지고 극히 적은 군체만 산재해 있을 뿐이지만, 우리는 해안 보호를 위해 엘크혼 산호 수를 회복하는 데 주력하고 있다”고 강조했다.

플로리다 수족관의 뉴스가 나오기 전, 지난 8월 초순에는 호주 북동 해역에 펼쳐진 그레이트 배리어 리프 산호(Great Barrier Reef : 세계적으로 그 유명한 하트 모양 리프가 있는 산호초 군락)에 덮인 범위가 36년간 최대를 기록했다는 보고가 있었다. 하지만 세계 각지의 산호의 전망은 어둡다. 연구에 따르면 기후변화로 인해 21세기 말에는 지구상의 산호초가 전멸할 수 있다고 한다.

2006년 엘크혼 산호는 미국 멸종위기 종 보호법에 따라 연방의 ‘위기종’으로 등록됐다. 1980년대 이후 질병으로 인해 개체 수가 97%나 급감한 것으로 확인됐기 때문이다. 해수온도 상승은 가장 큰 위협이며, 해수온도가 상승하면 산호는 자신의 내부에 살면서 영양분을 생성하는 공생조류(共生藻類, symbiotic algae)를 방출한다. 이것이 산호의 백화(coral bleaching)라고 불리는 현상의 과정에서 대부분의 경우 산호는 최종적으로 사멸한다.

카리 오닐은 CNN에 “전 세계의 산호가 멸종 위기에 처해 있다”면서. “지금은 산호가 원래대로 돌아갈 수 없을지도 모르는 곳까지 왔다”고 말했다.

* 누구나 불가능하다는 것을 알고는 있었지만......

엘크혼 산호가 안고 있는 문제는 불임과 매우 비슷하다. 엘크혼의 생식은 야생에서는 산발적이며, 필요한 개체 수 증가 유지가 어렵다는 것이다. 낮은 생식률 때문에 유전자의 다양성도 매우 낮아지고 질병에도 걸리기 쉽다고 한다.

말하자면 성교는 잘해도 (자연계에서는) 아이는 좀처럼 생기지 않는다고 오닐은 말한다. 지구상의 동물들은 모두 이런 일을 하고 있다. 멸종 직전의 판다(Panda)나 침팬지(chimpanzee)가 있으면 우선 인공번식부터 시작한다. 하지만 산호의 생식은 엄청나게 특이하다.

오닐 팀의 가장 어려운 부분은 전례 없는 일을 하는 것으로, 바로 실험실에서 산호를 산란시키는 것이었으며, 다른 연구원들이 “그들이 그것을 해낼 수 있을지 의심하고 있다”고 말할 정도로 어려운 일이었다고 한다.

오닐은 “우리는 사람들로부터 많은 비판에 직면했다”면서 그들은 “수족관에 그것들을 보관할 수 없다 그건 불가능하다는 거 잘 알잖아!”라고 비판을 받았다는 것이다.

* 처음부터 그들이 옳았다 ?

엘크혼 산호는 1년에 한 번밖에 산란하지 않는다. 2021년 실시한 실험에서는 랩 환경을 엄밀히 관리해 자연 상태를 재현했다. LED 조명을 사용해 일출과 일몰, 달의 주기를 정확하게 흉내냈다. 하지만 산호는 산란하지 않았다.

나중에 “달이 뜨는 타이밍이 3시간 정도 어긋난 것을 알았다”고 오닐은 말했다고 CNN은 전했다.

그러한 뼈아픈 실수를 거치면서, 이 수족관의 연구자들은 2022년에는 성공 가능성이 훨씬 높다고 느끼고 있었다는 것이다. 그리고 지난 8월 미국 국립해양대기국 재생센터(NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration Restoration Center)와 국립어류야생생물기금(National Fish and Wildlife Foundation)의 지원 아래 플로리다 수족관은 연구자들 사이에서 불가능할 것으로 여겨졌던 일을 드디어 해냈다.

미국 사우스 플로리다대 해양과학 칼리지(College of Marine Science at the University of South Florida)의 수장인 토머스 프레이저(Thomas Frazer에 따르면, 산란 성공은 대변혁을 일으킬 가능성이 있다. 기후변화가 일으키는 급격한 변화에 대해 산호가 높은 내성을 갖는 미래로 이어질 수 있다.

그는 “이러한 연구는 매우 중요하다”고 CNN에 말했다. 재생을 위해 선별된 산호는 예를 들어 해수온도 상승이나 백화현상에 대한 저항력이 높을 수 있다. 더 거센 파도의 힘에도 견딜 수 있는 골격적 특성이나 질병 등 환경 요인에 대항할 수 있는 특성을 보여주는 것이 될 수도 있다.

20년 넘게 산호 재생 연구에 주력해 온 산호생태학자 마거릿 W 밀러(Margeret W. Miller)는 2020년 엘크혼 산호에 관한 연구논문을 공동 집필했다. 연구에서는 어퍼 플로리다키스(Upper Florida Keys)에 서식하는 엘크혼 산호의 생식률이 극히 낮은 것으로 밝혀졌으며, 그로부터 이미 기능적으로 멸종 상태에 있어 6~12년 안에 사라질 가능성이 시사됐다.

플로리다 수족관의 성공으로 더 큰 규모의 산호 재생 활동에 새로운 문이 열릴 것이라고 밀러는 말했다.

그는 “"이 산호종은 재생 대상으로 중요한 존재이므로, 인간의 보살핌 아래 산란이 가능해지면, 개입 기법을 개발할 연구 기회도 크게 넓어진다. 이러한 개입에 의해, 기후변화나 그 외의 자연의 위협에 대해 보다 강인한 재생의 대처를 실현할 수 있을 가능성이 있다”고 말했다.

랩에서 산란된 엘크혼 산호를 씨앗 재생에 활용하려면 연구를 거듭해 충분한 안전성과 효과를 확인할 필요가 있다고 밀러는 덧붙였다.

그러면서 그는 “이러한 형태에서의 사육하의 산란은, 전 세계적으로 광범위한 산호 재생에 직접 대처 가능한, 요구의 크기에 대응할 수 있는 툴((tool)은 아니다. 실제로 현재 상태로서는 그 스케일에 대처하는 산호의 재생 활동은 존재하지 않는다. 산호초의 서식 환경을 산호가 무성할 수 있는 생존 조건으로 유지하기 위한 행동을 진심으로 하지 않는 한, 진정한 의미의 성공을 기대할 수 없을 것"이라고 강조했다.

밀러는 “기후 위기야말로 해결이 필요한 궁극적 문제”라고 말한다. 해수온도의 급격한 상승이 수질오염과 함께 대처가 필요하다. 그럼에도 랩에서 엘크혼 산호를 사육할 수 있었던 것은 산호 재생 활동의 중요한 도구가 된다.

* 시간 끌기

NOAA에 따르면, 엘크혼 산호는 가지가 매년 5인치(약 13cm)나 성장하는 산호 중에서도 가장 성장이 빠른 종이다. 플로리다 수족관 연구자들의 관찰에 따르면, 새로 태어난 아기 산호는 3~5년이면 생식 가능기에 이른다고 한다.

연구자들은 앞으로 1, 2년 안에 랩에서 기른 산호를 플로리다키스의 국립해양보호구역( Florida Keys National Marine Sanctuary)에 이식할 생각이다. 산호 재생을 서두르는 싸움에서 이번 발견은 시작에 불과하다고 연구자들도 입을 모은다.

카리 오닐은 “우리는 그야말로 시간을 벌고 있다”며 “산호초 때문에, 산호를 위해 시간을 벌고 있다”고 말했다. “최종 목표는 유전자 다양화를 지향해 오염이나 해수 온도 상승, 질병 같은 위협을 견딜 수 있는 강인한 산호종을 기른다는 번식 프로그램”이라는 설명이다.

물론 그 다음은 자연의 차례가 된다(Then nature can take the wheel).

오닐은 “산호초에는 희망이 있다”며 “희망을 포기해서는 안 된다. 그것이 모두 잃어버린 것은 아니다. 하지만 이 지구를 지키기 위해서는 자신들의 행동을 진지하게 바꿔나갈 필요가 있다”고 강조했다.