기획·칼럼

지구온난화로 작아지는 물고기

[재미있는 바다 이야기] 성장에 필요한 산소 부족

세계 곳곳이 점점 더워진다고 난리다. 바다 속도 마찬가지다. 바닷물 온도가 점점 올라가고 있다. 우리나라 주변 바다에 아열대 바다에서나 볼 수 있었던 생물들이 나타나고 있다. 바닷물 온도가 올라가면 물고기는 어떤 영향을 받을까?

과학적으로 예상할 수 있는 영향 가운데 하나는 물고기 크기가 작아진다는 것이다. 현장 조사에서 얻은 자료와 이론적인 모형실험 결과는 이런 사실을 뒷받침해준다. 수온이 올라가면 물고기 크기가 왜 작아질까?  물고기가 작아진다는 이론적인 토대는 물고기 크기가 크면 클수록 아가미를 통해 충분한 산소를 공급하기 어렵다는 것이다.

지구온난화로 물고기가 작아진다    

지구온난화가 진행되어 바닷물 온도가 계속 올라간다면 물고기 크기가 지금보다 20-30 퍼센트 작아진다는 캐나다 브리티시컬럼비아대학교의 연구 결과를 2017년 8월 21일자 사이언스 데일리가 보도하였다.

물고기는 자라서 몸 크기가 늘어나면 점점 더 많은 산소를 필요로 한다. 그렇지만 물속에 녹아있는 산소를 흡수해야 하는 아가미의 표면적은 몸이 커지는 만큼 늘어나지를 않는다. 예를 들어보자. 대구의 몸무게가 2배가 되더라도, 즉 몸집이 100퍼센트 늘어나도 아가미는 약 80퍼센트 정도만 늘어난다. 따라서 몸집이 커질수록 산소 수요량보다 공급량이 줄어들게 된다. 이러한 법칙을 ‘아가미-산소 제한설(gill-oxygen limitation theory)’이라 한다.

어류는 변온동물이기 때문에 체온을 스스로 조절할 수 없다. 물의 온도가 올라가면 체온도 따라 올라가 신진대사가 빨라진다. 그러면 생리 기능을 유지하기 위해서 더 많은 산소를 필요로 한다. 산소는 더 필요한데 몸이 커지면 설상가상 더 많은 산소가 필요하게 되고, 아가미는 충분한 산소를 공급하지 못해 결국 어류는 성장을 멈춘다.

다랑어 ⓒ 김웅서

다랑어 ⓒ 김웅서

수온이 높아지면 물속 산소는 줄어

수온이 높아지면 앞서 이야기한대로 물고기의 산소 소비량은 늘어나지만, 물속에 녹아있는 산소량은 오히려 줄어든다. 액체에 기체가 녹아들어가는 현상을 기체의 용해라 한다. 우리 주변에서도 액체 속에 기체가 녹아있는 것을 쉽게 발견할 수 있다. 사이다나 콜라 병 뚜껑을 따면 기체 방울이 올라온다. 사이다나 콜라에 녹아있던 탄산가스가 나오는 것이다. 기체 방울은 액체 온도가 높을 때 더 많이 나온다. 액체의 온도가 높으면 그 속에 기체가 더 적게 녹기 때문이다. 마찬가지로 바닷물의 온도가 높아지면, 거기에 녹아있는 기체의 양은 적어진다. 그러나 고체의 경우는 이와 반대이다. 우리는 경험적으로 설탕이나 소금이 더운 물에 더 잘 녹는다는 사실을 알고 있다.

지구온난화로 바닷물의 온도가 올라가면 이런 이유로 물고기 크기가 작을 때 성장을 멈춰 결과적으로 크기가 작아진다. 영향의 정도는 물고기의 종류에 따라 다르다. 어떤 물고기는 영향을 더 받기도 하고, 어떤 종류는 영향을 덜 받기도 한다. 다랑어처럼 빠르게 헤엄치는 물고기는 더 많은 에너지가 필요하고, 따라서 더 많은 산소를 필요로 한다. 다랑어 경우에는 다른 물고기보다 온난화로 인해 크기가 작아지는 경향이 더 클 수 있다.

바닷물 온도 상승은 물고기의 크기가 작아지는 변화 이상의 영향을 미친다. 물고기 크기가 작아지면 수산업도 영향을 받게 된다. 뿐만 아니라, 해양생태계 전체가 변할 수 있다. 생물의 크기 변화는 생태계의 먹이망 구조를 흔들어놓기 때문이다.

남획으로 물고기 크기가 작아지는 사실도 잘 알려져 있다. 예전에 보았던 외국의 한 컷 만화 가운데 아직도 인상에 남는 것이 있다. 물고기들이 모여서 ‘우리는 인간처럼 고령화 사회를 걱정할 필요가 없겠네.’라는 말을 주고받는 카툰이었다. 사람들이 물고기를 마구 잡아버리니까 물고기가 완전히 성장할 때까지 살아남을 수가 없다. 살아남아야 천수를 누리고 고령화를 걱정할 텐데 그렇지가 못한 것을 풍자한 것이다. 예전에는 밥상에 오르는 물고기들이 크기가 컸다. 그렇지만 요즘은 큰 것을 구경하기 어려워졌다. 남획과 더불어 지구온난화까지 물고기 크기를 작게 만드는데 가세하고 있다.

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