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2020년과 2021년, Sacramento강에서 부화한 멸종 위기의 겨울철 치누크 연어(Chinook salmon) 치어의 절반 가까이가 비타민 결핍으로 인해 폐사한 것으로 보인다. 이 새로운 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재되었다.

비타민 B1, 즉 티아민 결핍은 해양 생태계의 대규모 변화와 연관이 있다. 과학자들에 따르면 이 변화로 인해 성체 연어가 산란을 위해 미국 서부 해안 강으로 돌아오기 전 바다에서 먹는 먹이의 종류가 바뀌었다. 그들에 따르면 오랜 기간 이어진 서식지 및 수자원 상실로 이미 캘리포니아 연어 개체군은 약화된 상태이다. 티아민 결핍이나 그 밖의 영향으로 인한 추가 감소는 멸종으로 이어질 수 있다고 경고했다.

이 결핍 증후군은 한때 캘리포니아 전역에서 중요한 상업적 어업 자원이었던 Central Valley의 가을철 연어 무리에도 영향을 미칠 수 있다. 이 연어 개체군은 현재 급감하여, 캘리포니아에서는 지난 3년간 상업적 해양 연어 어업이 전면 중단된 상태다.

“캘리포니아 연어는 연이은 타격을 받아 왔습니다.”라고 NOAA Fisheries 남서부 수산과학센터의 연구원 Nathan Mantua가 말했다. “연어는 서식지와 수자원을 잃었고, 더 높은 상류 지역으로의 접근도 차단되었습니다. 지금은 많은 개체가 양식장에서만 유지되고 있습니다. 사실상 더 이상 안전망이 없는 상황입니다. 새로운 영향이 생기고 그것이 장기화된다면, 이는 결정타가 될 수 있습니다.”

이번 연구는 캘리포니아 Central Valley 연어에서 발견된 티아민 결핍의 원인, 범위, 영향을 다루고 있다. 연구진은 멸종위기인 겨울철 치누크 연어와 상업적으로 중요한 가을철 치누크 연어가 모두 이 결핍에 취약하다는 사실을 확인했다. 이 문제는 캘리포니아 북부 Klamath강의 일부 연어에게서도 보고된 바 있다.

< 원인 규명 >

NOAA Fisheries와 다른 연방 및 주 기관, 대학의 연구진들은 2020년에 이 문제를 처음 인지했다. 부화장 직원들은 돌아온 성체 연어의 치어들이 거꾸로 헤엄치거나 이상한 나선형의 움직임 패턴을 보이다가 대량 폐사하는 현상을 목격했다. 이후 연구를 통해 이 치어들이 성장 초기에 꼭 필요한 비타민인 티아민이 결핍되어 있다는 사실이 밝혀졌다.

어미 연어가 부화장으로 돌아올 때 티아민을 주사하면 건강한 치어를 낳을 수 있다는 사실이 어류 건강 전문가들에 의해 확인되었다. 수정 직후의 알이나 갓 부화한 치어도 부화장에서 티아민 용액에 담가 치료할 수 있다. 하지만 대부분 자연 하천에서 산란하는 야생 연어는 산란 몇 주 전에 포획되지 않는 이상 이러한 치료를 할 수 없어, 수산 자원 관리자가 도움을 줄 방법이 거의 없다.

티아민 결핍의 원인을 추적하던 과학자들은 이와 유사한 문제가 과거 대서양의 오대호(Great Lakes)와 유럽에서도 발생했다는 보고를 발견했으며 이들 지역에서는 어류의 먹이가 변화했었다. 이로 인해 연구자들은 성체 연어가 중앙 캘리포니아 해역에서 갑자기 증가한 멸치를 다량 섭취하게 된 것이 티아민 결핍의 원인일 수 있다고 의심하게 되었다. 실제로 어부들이 연어의 배를 가르자 멸치로 가득 차 있었다는 이야기들도 들려왔다.

“이 문제는 원인이 바다에 있는데, 증상은 강과 부화장에서 나타난다는 점에서 특히 풀기 어려운 미스터리였습니다.”라고 NOAA Fisheries 남서부 수산과학센터의 수산생물학자 Rachel Johnson은 말했다. “부화장에서 치어가 죽기 시작했을 때, 우리는 처음엔 바다나 성체 연어의 영양 상태는 전혀 의심하지 않았습니다.”

다양한 기관, 대학, 연구소에서 온 연어 전문가들이 협업에 참여해 정보를 공유하며 원인 규명에 나섰다. 새로 발표된 연구 논문의 공동저자는 37명에 이르며, 그만큼 다양한 기관이 기여했다. 티아민 결핍을 보인 연어의 알에서 확인된 해양 동위원소 분석 결과는 결국 이 현상이 멸치 섭취와 연관이 있음을 확인시켜주었다고 그녀는 전했다.

멸치는 티아민을 분해하는 효소인 티아미나아제(thiaminase)를 생성하며 이 효소는 멸치를 다량 섭취한 연어에 영향을 미칠 수 있다. 멸치는 원래 바다에서 개체 수가 급증과 급감을 반복하는 종으로 알려져 있으나, 캘리포니아 해역에서는 2017년경부터 개체 수가 급격히 증가하기 시작했다. 이들은 2021년에는 사상 최고 수준에 도달했다고 이번 연구가 보고했다.

이처럼 멸치 개체 수가 급증하는 이유는 아직 명확하지 않다. 일부 연구는 해양의 변화, 특히 심해에서 영양염을 끌어올리는 연안 용승 현상과 연관이 있을 수 있으며, 이러한 용승 현상은 해양 먹이망 전체에 영양분을 공급한다고 주장한다. 이는 멸치의 성장과 번식을 유리하게 만들 수 있으나 현재 바다에서는 너무 많은 것이 동시에 변하고 있어, 다른 요인들도 함께 작용했을 가능성이 있다.

< 멸치가 초래하는 위험 >

“현재 멸치 개체 수의 급증은 유해 조류 번식의 빈도와 강도 증가, 태평양 청어 같은 다른 종의 개체 수 감소 등 다른 생태계의 여러 변화와 함께 발생하고 있습니다.”라고 남서부 수산과학센터의 수산업 및 생태계 해양학 프로그램(Fisheries and Ecosystem Oceanography program) 책임자인 John Field가 말했다.

“이러한 변화는 멸치가 티아민 결핍 증후군이나 도모익산 독소증 등 다양한 생태계 질병의 매개체로서 역할이 확대되도록 만들고 있는데, 멸치가 아니어도 더 다양한 먹이 기회를 가지는 많은 포식자의 먹이가 될 때 그 역할은 더욱 증폭됩니다.”라고 Field가 말했다. “원래 멸치는 이상적인 먹잇감으로 여겨지지만, 때로는 그 존재가 과도해 문제가 될 수 있습니다.”

이번 연구는 티아민 결핍이 연어에게 잘 알려진 문제는 아니었지만, 실제로 알래스카 일부 연어 개체군에서도 감지된 바 있다고 보고했다. 과학자들은 지금까지 티아민 결핍에 대한 검사가 드물게 이뤄졌기 때문에, 이 문제가 연어 개체군 전반에 알려진 것보다 더 광범위하게 퍼져 있을 가능성이 있다고 지적한다.

이들은 티아민 결핍이 연어나 다른 종에게 문제를 일으킬 수 있다는 가장 좋은 조기 경고 신호는 연어 자체에 대한 검사가 아닐 수도 있다고 말했다. 오히려 해양 조사 등을 통해 감지되는 대규모 생태계 변화가 더 효과적인 신호일 수 있다는 것이다.

“해양 생태계의 변화는 수많은 종과 요인이 얽혀 있어, 예기치 못한 영향을 초래할 수 있습니다.”라고 Mantua가 말했다. “그 모든 것이 어떻게 전개되는지를 지켜보려면, 예상치 못한 상황에 대한 준비가 필요합니다.”

[출처] NOAA Fisheries 2025/06/25

[원문]

https://www.fisheries.noaa.gov/feature-story/anchovy-dominated-diets-west-coast-pose-new-dangers-salmon