[와우! 과학] 극한 ‘남극 바다’서 사는 문어...비결은 ‘파란 피’

남극의 바다는 거의 0도에 가까운 추운 바다이다. 염분을 함유한 덕분에 이 온도에서도 얼지 않는 물속에서는 놀랍게도 여러 가지 생명체가 번성하고 있다. 사실 물의 온도가 낮을수록 더 많은 산소가 물속에 녹을 수 있어서 산소는 더 풍부하다. 하지만 이 추운 물속에서 여러 가지 종류의 변온 동물이 번성하고 있다는 사실은 정말 의외가 아닐 수 없다. 그리고 이런 동물들 가운데 하나가 남극 문어이다.

쉽게 상상할 수 있는 일은 아니지만, 남극의 바다에는 이곳의 환경에 적응해 사는 남극 문어들이 있다. 이 문어들은 이 지역의 낮은 수온에서 살아남기 위해서 여러 가지 생리적인 특징을 진화시켰다. 독일 알프레드 베게너 연구소의 마이클 올러만(Michael Oellermann from Alfred-Wegener-Institute, Germany)을 비롯한 과학자들은 남극 문어의 일종인 파렐리돈 카르코티(Pareledone charcoti)와 다른 따뜻한 해역에서 서식하는 문어 2종을 비교 연구했다.

연구팀에 의하면, 이런 추운 바다에서 살아남기 위해서는 아주 특수한 순환계가 필요하다. 온도가 낮아지면 척추동물에 있는 헤모글로빈은 제대로 작동을 하지 못하고, 혈액의 점도가 높아지면서 혈관을 막는 것으로 보인다. 따라서 남극암치아목에 속하는 물고기들 가운데는 아예 헤모글로빈에 의지하지 않는 독특한 순환계를 발전시켰다. 이들은 적혈구 없이도 낮은 온도에서 더 많은 산소가 녹은 혈액을 이용해서 필요한 산소를 공급받는다.

반면, 문어 같은 연체동물은 혈액 내에 혈청소라고 불리는 헤모시아닌(Hemocyanin)을 가지고 있다. 철 대신 구리를 산소 운반에 사용하는 방식인데, 이로 인해 산소와 결합하지 않았을 때는 피가 무색이다가 산소와 결합하면 파란색으로 변하게 된다. 헤모시아닌은 산소 결합능력은 헤모글로빈보다 낮지만, 낮은 온도에서도 잘 작동하는 특징이 있다.

연구팀에 의하면 남극 문어는 다른 지역에서 사는 문어보다 헤모시아닌의 혈중 농도가 적어도 40%가량 높았다. 그런데 온도를 높여도 헤모시아닌은 잘 작동한다. 연구팀이 실험실에서 수온을 섭씨 10도까지 올렸을 때, 남극 문어는 따뜻한 지역에 사는 문어보다 더 많은 산소를 운반할 수 있는 능력을 보여줬다.

즉, 피를 파랗게 만드는 헤모시아닌 농도가 높은 덕분에 남극 문어는 추운 바다에서도 따뜻한 바다에서도 생존할 수 있다. 일부 남극 동물처럼 추운 환경에만 특화된 동물이 아니라는 것이다. 남극 문어의 이와 같은 생존 전략은 환경 변화에 대단히 유리하다는 것이 연구팀의 설명이다.

현재 지구 온난화 추세와 더불어 이 지역의 온도가 상승하고 있는데, 이런 변화에서 살아남을 수 있는 쪽은 유연한 연체동물인 남극 문어이다. 남극에서 문어가 산다는 것도 의외지만, 이들의 적응력이 이렇게 유연하다는 것 역시 놀라운 점이 아닐 수 없다. 항상 자연은 인간의 상상력을 뛰어넘곤 하는데, 이번 역시 예외가 아닌 것 같다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com