연어도 '더위 먹는다'…고수온에 성장 멈추고 간 손상 징후

한국해양과학기술원

실험에 활용된 '스몰트' 단계 대서양연어. 강에서 태어난 연어가 바다로 나가기 직전 바닷물에 적응할 수 있도록 몸의 기능을 바꾸는 시기의 연어다. KIOST 제공

냉수성 어종인 연어가 여름철 높은 수온에 '더위를 먹는다'는 연구결과가 제시됐다. 수온이 높아지자 어린 연어의 성장이 멈추고 일부 폐사했다. 체내에서 고온에 대응하는 유전자 반응과 간 손상 관련 수치 변화가 확인됐다. 

한국해양과학기술원(KIOST)은 강혜민 해양생명자원연구부 선임연구원 연구팀이 고수온에 노출된 연어에서 간 기능 저하와 열에 대응하는 유전자의 발현 증가가 민물과 바닷물 모두에서 나타난 것을 확인한 연구결과를 국제학술지 '저널 오브 서멀 바이올로지'에 지난 1월 발표했다고 15일 밝혔다.

연어는 강에서 태어나 바다로 나가 자라는 어종이다. 기존 연구는 대부분 강이나 바다 중 한쪽 환경만 따로 다룬다. 연구팀은 어린 연어를 민물과 바닷물로 나눠 같은 조건에서 키우며 고수온에 대한 반응을 비교했다.

연구에는 '스몰트' 단계 대서양연어가 활용됐다. 스몰트는 연어가 바다로 나가기 직전 바닷물에 적응할 수 있도록 몸의 기능을 바꾸는 시기다. 스몰트 시기에는 몸 속 기능이 많이 바뀌어 수온 변화 등 외부 환경 변화에 많은 영향을 받는다.

연구 실험 현장. 연어 192마리를 수온이 다른 민물 수조 4개, 바닷물 수조 4개 총 8개 수조에 나누고 변화를 관찰했다. KIOST 제공

연구팀은 공동연구기관인 한해성수산자원센터에서 고수온 노출 실험을 진행했다. 스몰트 대서양연어 192마리를 민물 수조 4개와 바닷물 수조 4개에 나누고 수조별 수온을 14℃, 18℃, 22℃, 26℃로 설정했다.

연구팀은 연어가 잘 자라는 온도인 14℃를 비교 기준으로 삼고 나머지 수조에서 수온을 시간당 1℃씩 높여 급격한 수온 상승을 재현했다. 목표 수온에 도달한 뒤에는 5일간 연어의 변화를 관찰했다.

실험 결과 수온에 따라 연어의 상태가 달라졌다. 14℃ 수조의 연어만 체중이 증가했다. 18℃ 이상 수조에서는 체중 변화가 없었다.

26℃ 민물·바닷물 수조에서는 일부 개체가 폐사했다. 연구팀은 급격한 수온 상승이 어린 연어의 성장과 생존에 영향을 미친 것으로 분석했다.

연어 간 조직 샘플링 실험 모습. KIOST 제공

혈액 분석에서는 간 기능 이상 징후가 나타났다. 26℃ 민물 수조에서 키운 연어의 간 손상 지표인 'ALT' 수치가 증가했다. 26℃ 민물과 바닷물 수조에서 모두 혈중 단백질 수치가 줄었다. 고수온이 간에 부담을 주면서 에너지 대사에 영향을 미친 것으로 분석됐다.

연어의 몸을 보호하는 유전자 반응은 활발해졌다. 단백질은 고온에서 구조가 변형돼 기능을 잃을 수 있다. 변형된 단백질을 복구하는 '열충격단백질'을 생성하는 유전자인 'HSP90' 유전자 발현량이 26℃ 민물과 바닷물에서 14℃ 대비 각각 약 16배, 약 8.5배 증가했다.

세포 손상의 원인인 '활성산소'를 제거하는 항산화 효소 유전자 'GPX' 발현도 함께 증가했다. 연구팀은 연어가 고수온에 대응하기 위해 체내 방어 기능을 강화한 것으로 해석했다.

민물과 바닷물은 염분이 달라 연어가 몸속 염분을 조절하는 방식에도 차이가 있다. 그럼에도 수온이 높아지자 민물과 바닷물 모두에서 HSP90과 GPX 유전자 발현량이 변했다. 고수온 민물에서는 간 손상 지표인 ALT 수치도 높아졌다. 연구팀은 "생리적 변화에 염분보다 수온이 더 큰 영향을 미친다는 뜻"이라고 설명했다.

이번 연구는 어린 대서양연어를 대상으로 최대 5일간 반응을 분석한 단기 실험으로 26℃에서 나타난 폐사와 생리적 변화를 모든 연어에 그대로 적용하기는 어렵다. 다양한 환경 조건에서 추가 검증이 필요하다.

강혜민 선임연구원은 "여름마다 고수온이 되풀이되면서 양식장의 수온 관리도 더욱 중요해졌다"고 강조했다. 이어 "이번 연구에서 확인한 세 가지 지표는 민물과 바닷물 모두에서 수온이 오를 때 함께 변화했다"며 "민물에서 키우다 바다로 옮기는 연어 양식의 전 과정에서 고수온 스트레스를 점검하는 지표로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

<참고 자료>
doi.org/10.1016/j.jtherbio.2026.104370

[문혜원 기자 moony@donga.com]