연어가 나무를 살찌운다, 사체 던지기 20년 실험

[애니멀피플]
알래스카 개울에서 한쪽 둑으로만 21만 마리 던져
건너편 나무보다 성장 빠르고 잎에서 바다 기원 확인

산란을 위해 몸이 다 드러난 얕은 여울을 오르는 홍연어. 수㎏에 이르는 이들의 몸을 이루는 양분은 바다에서 옮겨온 것으로 하천 상류 생태계를 비옥하게 한다. 데니스 와이스, 워싱턴대 제공.

하천 최상류는 물이 맑지만 많은 생물이 살지는 못한다. 영양분이 부족하기 때문이다. 질소와 인 등 생물이 번성하는 데 꼭 필요한 영양분은 바위가 풍화되어 생기지만 물에 씻겨 하류로 흘러가 바다 밑에 쌓인다. 이런 일방적인 흐름을 뒤집어 균형을 잡는 생물이 있다. 바다에서 자란 뒤 육지에서 죽어 바다의 영양분을 강 최상류로 옮기는 연어가 대표적이다(▶관련 기사: 거대동물 배설물 사라지자, 지구 영양균형 흔들).

산간 계류에서 태어난 연어는 바다에서 몸을 불린 뒤 다시 영양분이 빈약한 최상류의 고향에 찾아와 알을 낳은 뒤 죽는다. 곰, 새, 곤충 등이 연어가 날라온 바다의 영양분을 섭취한다. 동물뿐 아니라 강변의 식물도 혜택을 본다. 생태계 균형을 위해 연어의 모천회귀가 계속돼야 하고 자연 연어 서식지를 보전해야 하는 이유이다.

연어가 바다에서 산으로 영양분을 옮긴다는 사실은 정설이 됐지만, 이를 뒷받침하는 연구는 대개 간접 증거를 바탕으로 했다. 연어가 있는 강과 없는 강의 나무 성장률을 비교한 연구가 대표적이다. 그런데 장기연구를 통해 이를 직접 증명한 연구결과가 나왔다.

미국 알래스카 남서부의 지류에서 불곰에 의한 홍연어 포식을 조사하는 워싱턴대 연구진. 데니스 와이스, 워싱턴대 제공.

미국 워싱턴대 토마스 킨 교수팀은 지난 25년 동안 알래스카의 연어를 연구해 왔다. 연구장소는 알래스카 남서부의 알렉나지크 호수로 흘러드는 길이 2㎞의 지류였다. 폭 4m 수심 10㎝로 작은 하천이지만 홍연어의 최대 산란지 가운데 하나여서 여름철에 1만 마리가 넘는 연어가 찾는다.

몸이 채 물에 다 잠기지도 않은 맑은 계류를 붉게 혼인색으로 물든 홍연어가 무리 지어 올라가는 장관이 해마다 펼쳐진다. 때맞춰 불곰들이 연어를 사냥하고 죽은 연어를 먹기 위해 몰려든다. 연구자들은 이 지류에서 불곰이 홍연어에 끼치는 영향을 연구해 왔다. 곰과 맞닥뜨리지 않기 위해 몰려다니며, 연어가 산란을 마치고 죽었는지 아니면 곰에 먹혔는지, 먹혔다면 어느 정도로 먹었는지 등을 조사했다.

죽은 연어를 강둑에 내던지는 연구자. 중복 계산을 막기 위해 시작했지만 장기 실험이 됐다. 댄 니콜라, 워싱턴대 제공.

1990년대 중반께 퀸 교수는 발견한 연어 사체를 하류를 향했을 때 하천의 왼쪽 강둑으로 던지자고 연구팀에 제안했다. 그는 “그저 연구의 편의를 위해서였죠. 중복해서 세지 않도록 하자는 거였어요. 하지만 동시에 미래 언젠가 이런 행동이 어떤 결과를 빚어내는지 보자는 괜찮은 착상이기도 했죠.”라고 이 대학 보도자료에서 말했다.

하천 한쪽으로만 연어 사체 내던지기는 1997년 이후 20여년 동안 계속됐다. 20년(1997∼2016년) 동안 연구진이 한쪽으로 내던진 연어 사체는 21만7000여 마리로 무게로는 267t에 이른다. 불곰이 따로 연어를 옮기기 때문에, 양쪽 강변에 버려진 연어 사체의 양은 약 6배 차이가 난 것으로 연구자들은 추정했다.

연구진은 개울가에 자라는 캐나다가문비나무가 연어 사체 내던지기를 하기 전 20년과 한 뒤 20년 동안 어떻게 자랐는지 나이테를 비교해 분석했다. 또 이 나뭇잎의 영양성분인 질소와 인 가운데 바다에서 기원한 무거운 동위원소 비율이 얼마나 되는지 측정했다. 그 결과 고향 하천으로 돌아와 알을 낳고 또는 불곰에 잡혀 죽은 연어는 강변에 자라는 캐나다가문비나무의 성장을 촉진한다는 사실이 분명히 드러났다.

연구자들은 과학저널 ‘생태학’ 최근호에 실린 논문에서 “연어의 사체가 강변 나무를 살찌운다는 강력한 현장 증거를 확인했다”라고 밝혔다. 퀸 교수는 “이번 연구는 연어 사체가 나무 성장에 중요하다는 것을 보여준다”라면서도 “특정 지역 나무의 성장에는 영양소뿐 아니라 기후 등 다른 요인도 작용한다”고 덧붙였다.

그는 또 “나무의 성장이 촉진되면 큰 나무가 생기고, 큰 나무에서는 더 많은 나뭇가지가 개울에 떨어져 어린 연어의 서식지를 조성하는 효과가 나타나는 등 선순환이 일어난다”고 설명했다. 이와 함께 “연어 사체를 강둑으로 옮기는 사람의 행동은 곰이 연어를 잡아먹는 행동과 마찬가지여서, 수생생태계와 육상생태계를 잇는 연어의 핵심 역할을 중재한다”고 논문에서 밝혔다.

■ 기사가 인용한 논문 원문 정보:

Thomas P. Quinn et al, A multidecade experiment shows that fertilization by salmon carcasses

enhanced tree growth in the riparian zone, Ecology, 0(0), 2018, pp. 1?9, http://dx.doi.org/10.1002/ecy.2453

조홍섭 기자 [e-mail]