[동물do감] 물속 산소 농도, '맛'으로 알아내는 물고기

몸에 줄무늬가 있어 얼룩말(zebra)의 이름을 딴 민물고기인 제브라피쉬(Zebrafish, 학명 Danio rerio)는 인간과 유전자가 유사한 것으로 알려져 여러 과학 분야에서 모델 동물로 활용된다. Pixabay 제공

물속에 녹아 있는 산소 농도 변화는 수중 생물의 생존과 직결된다. '제브라피쉬'는 물속 산소 수준을 '맛'으로 파악할 수 있다는 연구결과가 나왔다.

스티브 페리 캐나다 오타와대 생물학과 명예교수 연구팀이 제브라피쉬(학명 Danio rerio)가 먹이의 맛을 감지하는 생체구조인 미뢰의 미각 세포로 물속 산소 수준을 측정할 수 있다는 사실을 밝혀내고 연구결과를 10일(현지시간) 국제학술지 '커런트 바이올로지'에 공개했다.

연구팀은 살아있는 물고기 세포를 이미징할 수 있는 기술을 활용해 수중 산소 농도에 따라 제브라피쉬 미각 세포가 어떻게 반응하는지 관찰했다.

실험 결과 미각 세포는 산소 수준이 낮을 때 활성화되는 것으로 나타났다. 미각 세포를 제거하면 저산소 조건에서 물고기의 호흡 패턴에 혼란이 생겼다. 미뢰에서 나오는 신경을 활성화하면 호흡이 촉진됐다. 일반적으로 산소 농도가 낮으면 호흡이 촉진된다.

연구팀은 "미뢰가 미각 신호를 감지하는 기능 외에 호흡 조절 기능까지 수행하는 것"이라며 "동일한 생물학적 구조가 어떻게 다양한 기능을 수행할 수 있는지를 보여주는 대표적인 예"라고 설명했다.

또 "수중 산소 농도를 '맛보는' 능력이 수중 생물에게 중요한 생존 메커니즘이 될 수 있으며 이를 통해 잠재적으로 위험한 저산소 상황을 빠르게 감지하고 대응할 수 있다는 것을 시사한다"고 말했다.

최근 기후변화로 수중 생태계 변화가 심해지면서 물고기가 환경 변화를 어떻게 인지하고 대응하는지에 대한 이해가 중요해지고 있다. 연구결과는 수생생물을 보호하고 육성하는 데 실질적인 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.015
 

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]