영화 '니모를 찾아서'는 흰동가리 물고기 부자가 생이별을 겪고 다시 재회하는 내용입니다. 말미잘과 사이에서 사는 물고기의 이야기는 깊은 인상을 남겼습니다. 이제 극장에서 개봉한 지 약 20년이 지난 지금 물고기에는 아름다운 줄무늬 무늬보다 흥미로운 비밀이 있다고 밝혀졌습니다.

풀로스 바이올로지(PLOS Biology)에 최근 발표된 연구에 따르면 말미잘과 산호초에 서식하는 일부 물고기는 어릴 때 DNA가 바뀔 정도로 생리적으로 변화합니다. 태어난 어린 새끼 물고기가 정착할 때 겪는 환경 차이에 적응하기 위해서입니다. 

흰동가리는 거주지역에서 멀리 떨어진 곳에서 산란합니다. 보통 바다 한가운데에서 유충을 낳습니다. 태어난 유충들은 강한 해류를 거슬러 올라가며 정착할 산호초에 정착합니다. 불가사리, 산호, 성게 같은 다른 해양 생물들도 같은 방식으로 번식합니다.

논문의 공동 저자인 조디 러머 제임스 쿡 대학 해양 생물학자는 파퓰러 사이언스에 "흰동가리는 생후 첫 주에 매우 취약하다"며 "이때 살아남지 못하면 건강한 성체로 성장해 산호초 생태계에 기여할 수 없다"고 말했다.

생존하기 위해 작은 물고기는 격렬하게 수영하며 많은 힘을 써야 합니다. 그런데 암초 지대에 정착한 이후에는 다른 능력이 필요합니다. 산소가 부족한 환경에서 저산소증과 싸울 수 있어야 합니다. 흰동가리는 빠르게 기어를 전환해야 하는 과제를 해결해야 합니다.

연구진은 물고기가 어떻게 생물학적으로 변신하는지 조사에 나섰습니다. 시나몬 흰동가리 (Amphiprion melanopus)가 부화할 때부터 정착할 때까지 관찰했습니다. 태어난 후부터 유영 속도, 산소량, 저산소증 내성도를 매일 측정했습니다. 

논문의 공동 저자 아담 다우니 제임스쿡 대학교 해양생물학자는 파퓰러 사이언스에 "흰동가리를 포함한 암초 지대 물고기들은 몸 크기에 비해 빠른 속도로 헤엄친다"고 강조했습니다. 이어 "연구에서 최대 속도는 초당 12cm 이상이었다"며 "새끼손톱만 한 물고기라는 점을 고려하면 몸 길이의 10배에서 12배 거리를 이동하는 것이다"고 부연했습니다.

연구진은 시나몬 흰동가리 자어가 경골어류 중에서 몸 크기에 비해 산소 흡수율이 제일 높았다고 밝혔습니다. 다우니에 따르면 흰동가리는 1초에 신체 길이의 50배나 되는 길이를 헤엄치기도 했습니다.

연구에서 물고기는 5일째가 되면 저산소증 내성이 증가하면서 산소 섭취량이 감소했습니다. 학자들은 산소 부족에 대처하는 신체 기능을 더 알아보기 위해 다양한 연령대의 물고기에서 mRNA를 정리했습니다. 2450개 유전자가 성숙과정에서 변했습니다. 발달 중에 생기는 유전자 변화는 헤모글로빈을 만드는 유전자 영역과 관련이 있습니다.  

러머는 "헤모글로빈과 미오글로빈 같은 단백질은 산소를 공급받아 근육, 심장 및 기타 기관에 전달하는 역할을 합니다"며 "아기 물고기는 산소가 적은 산호초에 대처하기 위해 산소를 운반하고 저장하는 단백질과 관련한 유전자를 조작할 수 있습니다"고 설명했습니다.

연구진은 기후변화가 흰동가리가 헤엄치는 데 방해될 수 있다고 걱정하기도 했습니다. 해수 온도가 상승하면 활동하는 데 더 많은 에너지를 사용해야 할 수 있습니다.

다우니는 "후속 연구에서 온도와 오염 물질 같은 다양한 기후변화 요인이 흰동가리 자어의 수영 능력과 바다에서 산호초에 정착하는 역량에 어떤 영향을 미치는지 확인할 예정이다"고 소개했다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Laura Baisas 기자 & 육지훈 기자