피부 궤양에서 심장 마비까지: 개구리의 운명을 바꾼 진균의 위협
열이 나거나 고온 온천에 들어갔을 때 사람의 몸이 쉽게 지치듯, 의료 현장에서도 고열이 정자 활성에 악영향을 줄 수 있다고 경고하곤 합니다. 야생동물 보호 분야에서도 과학자들은 비슷한 딜레마에 직면해 있습니다. 치명적인 병원균에 감염된 개구리를 살리기 위해 개구리를 고온 환경에 넣고 “사우나”를 시켜야 하기 때문입니다.
이 위기의 원인은 호항아리곰팡이균(Batrachochytrium dendrobatidis, 약칭 Bd, 양서류 피부에 기생·번식하며 전해질 균형을 파괴하는 진균)이라는 미생물입니다. 개구리의 피부는 호흡과 수분, 전해질 흡수를 담당하는 핵심 기관입니다. 진균이 피부 표면에 정착하면 개구리 몸 전체를 밀폐 막으로 둘러싸는 것과 같아져 전해질이 빠르게 손실되고, 심할 경우 심장 마비를 유발합니다.
지난 수십 년 동안 전 세계 약 500종의 양서류가 진균 감염으로 개체 수가 급감했으며, 일부 종은 완전히 멸종했습니다. 호주 고유종인 그린앤골든벨개구리(Ranoidea aurea, 등 쪽에 밝은 녹색과 금갈색 줄무늬가 있는 멸종위기 개구리) 역시 심각한 피해를 입었습니다. 과거 야생에서 흔히 볼 수 있었던 이 개구리는 진균의 침입으로 개체 수가 크게 줄어 멸종위기종으로 지정되었습니다.
사진: 등 줄무늬가 특징인 그린앤골든벨개구리. 출처: Science News / JAMESBENNETTWILD/INATURALIST CC BY-NC 4.0
하루 2도씩 상승: 개구리를 위한 37도 열치료 사우나
멸종 위기에 처한 그린앤골든벨개구리를 구하기 위해 과학자들은 진균을 사멸시킬 방법을 찾기 시작했습니다. 실험 결과 연구진은 진균이 환경 온도에 매우 민감하여 온도가 30도를 넘어가면 증식이 억제되거나 사멸한다는 사실을 발견했습니다.
이러한 물리적 특성에 착안하여 연구팀은 “사우나 열치료법”을 고안했습니다. 감염된 개구리를 온도 조절 챔버에 넣고 상온인 25도에서 시작해 매일 2도씩 완만하게 올려 37도에 도달하도록 했습니다. 개구리는 37도의 고온에서 6시간 동안 유지된 후 다시 천천히 실온으로 돌아옵니다.
37도는 사람의 체온과 비슷하지만, 20도 안팎의 수역에서 생활하는 변온동물인 양서류에게는 6시간 동안 지속되는 혹독한 폭염과 같습니다. 실험 결과 이 치료법은 균 제거에 탁월한 효과를 보였습니다. 37도의 고온은 몇 시간에서 며칠 내에 개구리 피부의 진균을 완전히 제거하여 죽어가는 개체를 살려내는 데 성공했습니다.
목숨은 건졌지만 정자 수는 반토막
하지만 완벽해 보였던 이 구명 치료법은 장기 추적 조사에서 예상치 못한 부작용을 드러냈습니다. 로즈 업턴(Rose Upton) 연구원이 이끄는 연구팀은 비교생리학 및 동물행동학 분야 학술지인 《실험생물학 저널》(Journal of Experimental Biology)에 최신 연구 결과를 발표했습니다.
연구팀은 건강한 개체 4마리와 감염 개체 9마리를 포함한 성체 수컷 그린앤골든벨개구리 13마리를 대상으로 열치료 시험을 진행했습니다. 치료를 마친 후 수컷 개구리의 번식 건강 지표를 상세히 검사한 결과, 정자 농도가 폭락하여 치료 전과 비교해 거의 절반으로 줄어든 것을 확인했습니다.
더욱 우려스러운 점은 고온 손상의 장기성입니다. 연구진이 열치료 종료 6개월 후 다시 검사했을 때, 감염 후 치료를 받은 수컷의 정자 농도는 여전히 현저히 낮은 수준에 머물러 있었습니다. 평균 수명이 수년에 불과한 개구리에게 6개월은 전체 번식 계절에 해당합니다. 정자 농도의 장기적 저하는 이 기간 동안 효율적으로 번식하기 어렵다는 것을 의미합니다.
검사 데이터에 따르면 치료 후 남아있는 정자 중 활발히 헤엄치는 비율은 약간 상승했지만, 정자 총수의 급격한 감소는 개체군 회복에 먹구름을 드리웠습니다. 수컷 개구리가 충분한 양의 정자를 생성하지 못한다면 목숨을 건졌다 하더라도 야생에서 성공적으로 수정하기 어렵기 때문입니다.
사진: 관찰 중인 그린앤골든벨개구리. 출처: Science News / JAMESBENNETTWILD/INATURALIST CC BY-NC 4.0
야생 방사의 현실적 난제: 개체 생존과 종족 보존의 갈등
본 연구에 참여하지 않은 피츠버그 대학교의 양서류 생물학자 코리 리차즈-자바츠키(Cori Richards-Zawacki)는 열치료의 목표가 단지 실험실에서 개구리 한 마리의 목숨을 유지하는 것이라면 이 기술은 의심할 여지 없이 성공적이라고 지적했습니다. 그러나 최종 목표가 개구리를 야생으로 돌려보내 야생 개체군을 복원하는 것이라면, 생식력 저하는 매우 치명적인 위험 요인이 된다고 덧붙였습니다.
리차즈-자바츠키 박사는 신중한 견해도 함께 밝혔습니다. 진균 감염 자체가 개구리 신체에 미친 전신적 손상이 치료 후에도 장기적인 건강 후유증을 남겼을 가능성이 있으므로, 정자 감소의 원인을 오직 열치료 탓으로만 돌리기에는 아직 이르다고 조언했습니다.
또한 이번 연구에는 몇 가지 한계가 존재합니다. 표본 규모가 수컷 개구리 13마리에 불과했고, 변수를 격리하기 위한 “열치료를 받지 않은 감염 대조군”이 없었습니다. 암컷 개구리는 관찰 대상에 포함되지 않아 고온이 난소에 손상을 주는지 여부도 알 수 없으며, 이 수컷들이 실제 짝짓기에서 얼마나 많은 올챙이를 부화시킬 수 있는지에 대한 추적 조사도 아직 이루어지지 않았습니다.
삶과 죽음 사이, 최적의 온도 균형을 찾아서
열치료의 부작용에도 불구하고 연구 책임자인 로즈 업턴은 열치료법을 전면 폐기해야 한다고 주장하는 것은 아니라고 강조했습니다. 치사율이 매우 높은 진균 감염병에 맞설 때, 열치료는 여전히 감염된 개구리를 살릴 수 있는 몇 안 되는 유효한 수단이며, 치료하지 않으면 이 멸종위기 개구리들은 죽음을 피할 수 없기 때문입니다.
현재 연구팀은 더 완화된 대안을 탐색하고 있습니다. 30도나 32도와 같은 상대적으로 낮은 온도에서도 동일한 균 사멸 효과를 거둘 수 있는지 테스트하거나, 열치료 기간 동안 영양 공급과 보호 약물을 병행하여 고온이 생식계에 미치는 손상을 최소화하는 방안을 연구 중입니다.
개구리 열치료를 둘러싼 이번 논의는 멸종위기종 구호가 단순히 “균을 죽여 살려내는 것”에 그치지 않는다는 점을 시사합니다. 고온 치료가 병원균을 제거하는 과정에서 종의 번식 잠재력을 훼손할 때, 보존 활동은 당장의 생명을 구하는 것과 종족의 미래를 이어가는 것 사이에서 섬세한 균형점을 다시 찾아야 합니다.
참고 링크:
- Journal of Experimental Biology 연구 논문
- Science News 과학 뉴스 보도
