상어는 후각이 너무 좋아서 일부 해양 과학자들은 상어를 “수영하는 코”라고 부릅니다. 그들은 미세하게 조정된 냄새 탐지기를 사용하여 먹이를 찾습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 이산화탄소 수치가 높아지면 음식 냄새를 맡는 상어의 능력이 사라질 수 있습니다.
배고픈 상어에게는 나쁜 소식입니다. 건강한 바다에 나쁜 소식이기도 합니다. 상어는 최상위 포식자입니다. 그들은 더 작은 해양 생물의 개체수가 통제 불능 상태로 커지는 것을 막습니다. 그들은 바다의 잡초 조절제와 같습니다.
해양 생물 학자 Danielle Dixson은 애틀랜타의 Georgia Institute of Technology에서 근무합니다. 그녀는 24마리의 부드러운 독어의 냄새 추적 행동을 연구하는 동안 상어 문제를 발견했습니다. 이 상어 종은 북미 동부 해안에 서식하며 길이가 약 1미터(3.3피트)까지 자랍니다.
자동차를 운전하고 가정 난방을 위해 석유와 가스와 같은 화석 연료를 태우면 이산화탄소가 대기 중으로 배출됩니다. 그 가스 중 일부는 대기 중에 남아 태양열을 유지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 바다는 또한 이산화탄소를 흡수합니다. 그리고 그것은 물을 더 산성으로 만듭니다.
Dixson의 초기 작업은 산성화되는 물에 노출된 흰동가리가 이상하게 행동한다는 것을 보여주었습니다. 포식자의 냄새를 맡으면 멀리가 아니라 포식자를 향해 헤엄칩니다. 이것은 후각으로 알려진 후각에 문제가 있음을 나타냅니다. Dixson은 “상어가 후각을 통해 먹이를 찾는 것이 얼마나 중요한지 알고 있기 때문에 이 연구를 상어로 확장하고 싶었습니다.”라고 말했습니다.
그녀의 팀은 5일 동안 3개의 서로 다른 웅덩이 각각에 상어를 배치하는 것으로 시작했습니다.
각 웅덩이에는 다른 수준의 이산화탄소가 용해되어 있습니다. 첫 번째는 오늘날의 바닷물과 같은 양이었습니다. 두 번째는 과학자들이 2050년까지 볼 것으로 예상하는 수준의 이산화탄소를 가지고 있었습니다(지금보다 83% 증가). 세 번째 수영장은 이산화탄소 농도가 가장 높았습니다(현재보다 약 163% 높음). 2100년까지 발전할 수 있는 수준이다.
상어는 웅덩이에 있는 동안 음식에 접근할 수 없었습니다. 이것은 그들이 배고프다는 것을 보장했습니다. 이제 Dixson은 한 번에 하나씩 상어를 두 개의 나란히 흐르는 물줄기가 있는 웅덩이에 풀어 놓았습니다.
연구원들은 죽은 오징어를 밤새 담가둔 물을 한 개울로 퍼올렸습니다. 이 물은 오징어 냄새가 강하게 났는데, 부드러운 도그피시가 좋아하는 것이었습니다. 다른 개울에는 향이 없는 바닷물이 포함되어 있었습니다. 각 시냇물은 같은 속도와 같은 방향으로 흐르기 때문에 오징어 냄새가 그 시냇물에 남아 있었습니다. 상어는 어느 개울에서든 헤엄칠 수 있습니다(사진 참조).
일반 바닷물 웅덩이에서 5일 동안 헤엄친 상어는 오징어 냄새가 나는 개울에서 시간의 60% 이상을 보냈습니다. 2050년까지 발생할 수 있는 이산화탄소 수준의 물에 있었던 상어의 경우에도 마찬가지였습니다. 그러나 최고 수준의 이산화탄소에 노출된 상어는 오징어 냄새가 나는 개울에서 시간의 15%만 보냈습니다.
“이 상어들은 실제로 먹이에 끌리기보다는 먹이의 신호를 피했습니다.”라고 Dixson은 말합니다. “우리는 이유를 모릅니다. 그러나 우리는 이것이 아마도 문제를 일으킬 것이라는 것을 알고 있습니다.”
Dixson의 팀은 8월 11일에 Global Change Biology에 온라인으로 연구 결과를 발표했습니다.
무슨 일이야?
Dixson과 다른 사람들의 이전 연구에 따르면 물이 더 산성화되면 물고기의 뇌 세포에 있는 수용체라고 하는 구조를 방해하기 시작합니다. 수용체는 화학 게이트처럼 작동합니다. 올바른 화학 키는 분자가 통과할 수 있도록 게이트의 잠금을 해제할 수 있습니다. 이 물고기 뇌 수용체의 경우 GABA로 알려진 화학 물질이 핵심 역할을 합니다. GABA는 게이트의 잠금을 해제하여 하전된 분자(이온)가 세포의 외막을 통과하도록 합니다.
상어와 인간을 포함한 많은 동물은 GABA 수용체를 가지고 있습니다. 그러나 이러한 수용체가 제대로 작동하지 않으면 신호가 중단될 수 있습니다. 여기에는 맛있는 오징어가 앞에 있다고 뇌에 알리는 상어 코의 신호가 포함된 것으로 보입니다.
Göran Nilsson은 노르웨이 오슬로 대학교에서 생리학과 세포 생물학을 탐구합니다. 그곳에서 그는 물고기의 몸이 어떻게 작동하는지 조사합니다. 그는 Dixson의 새로운 연구는 산성화가 흰동가리와 같은 작은 물고기에만 영향을 미치지 않는다는 것을 보여주기 때문에 문제가 된다고 말합니다.
Nilsson은 “이 상어들은 이전에 연구된 경골어류와 매우 먼 관계이며 전혀 다른 해양 환경에 살고 있습니다.”라고 말합니다. “따라서 어떤 물고기도 변화하는 미래에 안전하다고 느낄 수 없습니다.”