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먹이 못 먹은 펭귄 똥에서 생존의 비결 찾았다

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2019년 05월 17일 17:49 프린트하기

남극특별보호구역 No.171에서 촬영한 깃갈이 중인 젠투펭귄의 모습이다. 물에 들어갈 수 없어 2~3주간 단식을 한다. 이원영 극지연구소 선임연구원팀은 남극 펭귄의 깃갈이 기간에 장내미생물 조성에 변화가 생기며, 이는 단식에 따른 스트레스를 극복하기 위해서로 추정된다고 밝혔다. 사진제공 극지연구소
남극특별보호구역 No.171에서 촬영한 깃갈이 중인 젠투펭귄의 모습이다. 물에 들어갈 수 없어 2~3주간 단식을 한다. 이원영 극지연구소 선임연구원팀은 남극 펭귄의 깃갈이 기간에 장내미생물 조성에 변화가 생기며, 이는 단식에 따른 스트레스를 극복하기 위해서로 추정된다고 밝혔다. 사진제공 극지연구소

국내 연구팀이 남극 펭귄의 똥 속 성분을 처음으로 정밀하게 분석해 특정 시기에 몸에 어떤 변화가 일어나는지 확인하는 데 성공했다. 남극 생태계가 생물에 미치는 영향을 밝히고 동물의 생존 전략을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.


극지연구소는 이원영 극지생명과학연구부 선임연구원팀이 번식기 뒤 단식에 돌입한 남극 펭귄의 똥 속 미생물을 분석하고, 그 결과 특정 미생물 조성이 변화하는 현상을 최초로 확인하는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘플로스원’ 8일자에 발표됐다.


남극의 펭귄은 매년 번식을 마치고 겨울이 되기 전 2~3주 가량 깃갈이를 한다. 이 기간에는 물 속을 헤엄칠 수 없어 스스로 먹이를 먹지 않는 일시적 단식을 한다. 연구팀은 단식이 펭귄의 몸 속에 영향을 미친다고 추정하고, 이를 확인하기 위해 펭귄의 장내미생물을 알아봤다.


먼저 극지연구소 연구팀이 2013년 1월 10일과 2월 12일 이틀에 걸쳐 세종과학기지에서 남동쪽으로 2km 떨어진 남극특별보호구역 171번 지역에서 채취한 젠투펭귄 13마리와 턱끈펭귄 12마리의 똥 시료를 확보했다. 1월 10일은 아직 먹이를 먹을 때고 2월 12일은 한창 깃갈이 중이라 단식을 할 때다. 그 뒤 차세대염기서열해독기술을 이용해 똥 시료 안에 포함된 장내미생물의 게놈을 한꺼번에 해독해 똥 속 장내미생물 종류를 확인했다. 


연구결과 단식중인 2월에 펭귄 똥은 1월의 펭귄 똥에 비해 후벅균의 비율이 크게 증가하고, 푸소박테리아와 프테로박테리아 비율은 낮아진다는 사실을 발견했다. 임금펭귄 등 남극 밖에서 조사된 펭귄의 장내미생물에서는 발견하지 못했던 특징이다. 젠투펭귄의 경우, 이렇게 미생물 조성이 변화하는 과정에서 장내미생물의 다양성이 증가하는 현상도 확인됐다.

 

연구팀은 장내미생물의 비율이 단식으로 변하는 중에도 푸소박테리아 비율이 1~2위 수준을 유지하고 있는 데에도 주목했다. 이 선임연구원은 “깃갈이 중 떨어진 상황에서도 펭귄의 장내미생물 중 푸소박테리아 비율은 여전히 다른 조류에 비해 매우 높다”고 말했다.  연구팀은 "푸소박테리아는 지방산을 생산해 펭귄의 면역력을 높이고 체내에 지방을 축적하게 한다”며 “이 같은 장내미생물 특성은 혹독한 남극의 환경에서 단식이라는 극단적 스트레스 상황을 맞더라도 이에 적응하기 위한 것”이라고 추정했다.

 

깃갈이 단식 전(왼쪽) 젠투펭귄의 똥에는 크릴을 섭취한 잔해가 남아있는 반면, 단식 중(오른쪽)에는 먹이 섭취가 중단돼 음식물 잔해가 거의 없다. 단식 중 똥이 녹색인 것은 담즙 때문이다. 사진제공 극지연구소
깃갈이 단식 전(왼쪽) 젠투펭귄의 똥에는 크릴을 섭취한 잔해가 남아있는 반면, 단식 중(오른쪽)에는 먹이 섭취가 중단돼 음식물 잔해가 거의 없다. 단식 중 똥이 녹색인 것은 담즙 때문이다. 사진제공 극지연구소

이 선임연구원은 “기후변화로 극지가 빠르게 변화하고 있다”며 “남극 생물의 생존전략을 밝히고 기후변화가 남극생태계에 미치는 영향을 예측할 수 있도록 연구를 확대할 계획”이라고 말했다.

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