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NOAA 알래스카 수산과학센터(Alaska Fisheries Science Center), 알래스카-페어뱅크스 대학교, 그리고 Alaska BioMap, Inc.의 연구진이 최근 태평양 대구(Pacific cod)에 대한 가장 포괄적인 개체군 유전학 평가를 발표했다. 태평양 대구는 북태평양에서 상업적 그리고 생태적으로 중요한 종이며, 이번 연구는 네 개의 뚜렷한 유전적 집단을 확인했다. 이 연구는 태평양 대구의 적절한 자원 경계 설정을 위한 중요한 새로운 정보를 제공한다. 또한 현재의 관리 경계가 이 지역의 유전적 구조와 전반적으로 일치함을 보여준다.

< 새로운 비용 효율적 도구를 활용한 유전적 집단 식별 >

연구의 주저자인 Sara Schaal은 “알래스카의 다양한 지역에서 잡힌 태평양 대구 간 유전적 차이를 규명하기 위해 첨단 유전 기술을 활용하는 데 관심이 있었습니다. 우리는 NOAA 겨울 저층 트롤 조사에서 알려진 산란장에서 채집한 개체와, Freezer Longline Coalition 소속 어업 파트너로부터 확보한 표본을 수집했습니다.”라고 말했다.

Schaal과 연구진은 먼저 전체 게놈 시퀀싱(whole-genome sequencing)을 수행했으며, 이를 통해 알래스카만과 베링해에 걸쳐 네 개의 유전적으로 구별되는 태평양 대구 집단을 확인했다:

- 알래스카만 동부

- 알래스카만 서부/베링해 동부

- 알류샨 열도

- 베링해 북부

연구 결과는 알래스카만 서부와 베링해 동부에서 산란하는 태평양 대구 간에 상당한 유전적 혼합이 있음을 보여준다. 이는 산란기가 아닌 시기에 두 지역 간 이동이 활발하다는 위성 표지 연구 결과와도 일치한다.

유전 분석을 통해 확인된 집단은 현재의 관리 구역과 대체로 일치하지만, 베링해 동부와 알래스카만 서부는 현재 별도의 집단으로 관리되고 있음에도 유전적으로는 구분되지 않는 것으로 나타났다. 또한 알래스카만 내에서는 서부와 동부 사이에 경계가 존재하는 두 개의 뚜렷한 집단이 명확히 구분되었으며, 이는 이전 연구에서도 제시된 바 있으나 이번 연구에서 보다 명확히 확인되었다.

연구진은 태평양 대구 유전체에서 가장 정보성이 높은 유전 지점을 활용해, GT-Seq(Genotyping-in-the-Thousands by Sequencing)라는 방법으로 유전체 마커 패널을 설계, 구축, 적용했다. 이 패널은 90% 이상의 정확도로 네 개의 유전적 집단을 구분해 매우 높은 식별력을 입증했다. GT-Seq 패널은 태평양 대구 생태 연구의 다양한 질문을 탐구하는 데 비용 효율적이고 강력한 도구가 될 것이다.

< 성체의 제한적인 계절 이동과 어린 개체의 변동적 모집 >

연구팀은 GT-Seq 패널을 사용해 출처가 불분명한 태평양 대구의 유전적 집단을 확인했다. 일부는 알래스카만 전역의 보육장에서 채집된 어린 개체였고, 다른 일부는 NOAA 여름 저층 트롤 조사와 국제 태평양 넙치위원회(International Pacific Halibut Commission) 연승 조사에서 산란기가 아닌 여름철에 채집된 성체였다. Schaal 박사는 “산란장에 집중되지 않는 시기에 서로 다른 유전 집단 간 혼합이 얼마나 발생하는지에 관심이 있었습니다.”라고 설명했다. 이에 따라 연구진은 출처가 불분명한 표본에 GT-Seq 패널을 적용해 다음 두 가지 주요 질문을 탐구했다:

- 집단별 성체 분포의 계절적 변화는 어떠한가?

- 알래스카만 전역에서 어린 태평양 대구의 집단별 분포는 어떠한가?

GT-Seq 패널을 성체 태평양 대구에 적용한 결과, 베링해 북부를 제외하면 네 개의 유전 집단 간 계절 이동은 제한적인 것으로 나타났다. 베링해 북부에서는 산란기가 아닌 시기에 베링해 북부 집단과 알래스카만 서부/베링해 동부 집단 간 상당한 혼합이 관찰되었다. 향후 표지(tagging) 연구와 GT-Seq 분석을 결합하면 베링해 북부와 동부 간 이동을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이다. 표지 연구는 개체 이동에 대한 추가 정보를 제공함으로써 유전 자료를 보완한다.

알래스카만 전역에서 채집된 어린 태평양 대구에 대한 GT-Seq 분석 결과, 유생은 일반적으로 알래스카 연안 해류를 따라 서쪽으로 이동해 Shelikof 해협으로 향하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 그러나 항상 그런 것은 아니다. 일부 연도에는 유전적으로 알래스카만 서부/베링해 동부 집단에 속하는 어린 개체가 알래스카만 동부 연안 보육장에서 발견되기도 했다. 이는 소용돌이(eddy) 형성에 의해 동쪽 방향 이동이 발생할 가능성을 시사한다.

이러한 자료는 유생의 수동적 이동에 대한 새로운 통찰을 제공하며, 알래스카만에서 초기 생활 단계의 태평양 대구 이동을 예측하는 해양학적 모델 개선에 기여할 것이다.

< 결론 >

태평양 대구는 알래스카만과 베링해에서 경제적 및 생태적으로 매우 중요한 종이다. 2024년에는 총 3억 7,400만 파운드가 어획되어 1억 600만 달러의 가치를 기록했다. 이번 연구는 알래스카만 서부와 베링해 동부 간 이동을 제외하면, 현재의 관리 경계가 전반적으로 유전적 구조와 일치함을 보여준다.

자원 평가 모델 연구자들은 이미 최근의 표지 연구와 함께 이번 연구 결과를 참고해 태평양 대구 관리 전략의 정확성을 높이고 있다. 이러한 비용 효율적인 유전 도구의 개발은 태평양 대구 생태 연구를 확대하는 데 중요한 자산이 될 것이다. 궁극적으로 이러한 발전은 해당 어종 자원과 어업의 지속 가능성을 보장하는 데 매우 중요한 역할을 할 것이다.

[출처] NOAA Fisheries 2026/04/03

[원문]

https://www.fisheries.noaa.gov/feature-story/genetics-shines-new-light-cod-populations-and-distributions-alaska