오늘은 세상에서 가장 높은 곳에 서식하는 포유류, 노랑엉덩이잎귀쥐에 대해 알아보려고 해

높은 고도에 사는 우리 인간과 같은 척추 동물들은, 환경 스트레스 요인에 대응하며 세대를 이어 살아가고 있어.

그에 따라 어떻게 극한의 환경에서 포유류들이 생존할 수 있는지를 밝혀내는 것은 큰 과제 중 하나고,

지금까지도 생물학자들을 이따금 매료시키고 있지.

(※ 동영상 아님)

높은 고도에서 발생하는 생존에 치명적인 스트레스는 크게 두 가지인데,

바로 기압의 산소(저산소증)과 온도 (얼어붙을 듯한 추위 와 엄청난 일교차) 야. 

그럼에도 불구하고 수많은 포유류는 이러한 도전과제를 해결하기위해 수 세기동안 유전학적, 생리학적 능력을 발전시켜왔어. 

하지만 생물학자들은 5000m 이상의 높은 고도에서도 이들이 생존하고 번식할 수 있을 거라고 예상만 할 수 밖에 없었어. (종종 사람 눈에 발견이 되기도 하였음) 

이러한 동물들의 능력은 위치적 한계로 발생한(해발 5000m이상) 빈약한 조사로 인해 확실하게 알려지지 못했지.

2020년 2월, 제이 스토르스와 미국과 칠레 연구팀은 위 문제를 해결하기 위해 과학 등산 탐험팀을 꾸렸어.

장비를 챙기고 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 유야이야코 화산 꼭대기(해발 6739m)에 오르기로 결심했지. 

유야이야코 산은 세계에서 두 번째로 높은 화산으로 극한적인 환경을 갖고 있는 곳으로 유명해.

해수면의 45% 밖에 되지 않는 산소 농도, 극한의 건조함(세계에서 가장 건조한 아타카마 사막에 인접),

극한의 일교차가 존재하는 지옥과 같은 곳이지. 

연평균 영하 15도이지만, 밤에는 최저 영하 65도가지 떨어지고

낮에 햇빛이 드는 지표는 영상 32도까지 올라. 

연구자들은 놀랍게도 아무것도 없을 것이라 생각된 정상에서 생쥐 무리를 발견하고 포획했어. 
(위 사진의 손에 있음)


그 생쥐의 DNA 분석을 했고, 노랑엉덩이잎귀쥐로 판별됬어.


이로써 이 발견 이후로 가장 높은 곳(6739m)에 서식하는 포유류로 등재되었지. 


연구자들은 이 발견으로, 여태까지 생쥐와 같은 포유류의 생존적 한계가 너무나도 과소평가 되어있었다고 말했어
(왜냐하면 보통 작은 동물들은 물질대사적으로 너무 에너지 소모가 심해 생존이 어려움, 따라서 많은 과학자들이 기대를 안함)

 

그렇다면 노랑엉덩이잎귀쥐들은 어떻게 여기서 살아남을 수 있었을까? 

이들은 살아남기 위해 물질대사적으로 다양한 진화를 했어.

먼저, 적은 양의 산소로 더 많은 에너지를 발생시키기 위해

물질대사적으로 지방 대비 탄수화물 소비량이 많게 진화했어.
(화학론에 기초하면, 지방으로부터 보다 탄수화물로부터 산소 1몰당 ATP수율이 더 높음)
 

또한 심장 근육의 세포 내 TCA 회로의 (포도당 호기성 대사에 필요) 효소 발현이

상대적으로 지상의 생쥐보다 높아서 탄수화물의 산화 용량이 높았고,

추가적으로 동면동물에서 쓰이는 것과 같은 갈색 지방이 많아서 열생성이 더 효율적이었어.

연구원인 제이 스트로스는 느린 근육 대사 및 특수한 심혈관 시스템과 같은

“전체적인 생리 학적 변화”의 진화도 있을 것이라 주장했어.

하지만 이러한 진화로 인해 글리코겐의(포도당 저장 형태의 일종) 고갈을 촉진하여,

노랑엉덩이잎귀쥐의 지구력은 지상 생쥐보다 상당히 낮아졌다고 해.

실제로 노랑엉덩이잎귀쥐는 너무 쉽게 지쳐서 1년에 50미터 정도만 이동한다고 밝혀졌어.

하지만 높은 고도로 인해 어차피 포식자가 없기 때문에 생존에는 지장이 없다고 해.

하지만 먹이가 문제인데,

놀랍게도 유야이야코 화산에서 식물이 자라는 한계는 정상보다 2000m이상 아래였어.

산 정상에는 식물이 전혀 없지만, 다행히도 지의류가 일부 분포하고,

소량이지만 바람에 날려오는 마른 풀잎 등을 이들이 먹고 살 것이라 추측하고 있어.

그러나 이것은 추측일 뿐 낮은 온도에 필요한 높은 열 에너지를 어떻게 유지하는지는 아직 불가사의해.

이 글에서 소개한 노랑엉덩이잎귀쥐 외에도,

이러한 동물들이 어떻게 그런 거친 환경에 적응하고 살아남는지를 이해하는 것은 미래과학적 탐구의 시작이야. 

이러한 결과는 단순히 호기심 해결을 넘어,

다른 생물이 극한에 적응하는 방법을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있어.

실제로 위 터무니없어 보이는 등반 연구가 진행될 수 있었던 큰 이유는,


미국 국립보건원(US National Institute of Health)에서 지원이 있었기 때문이야.


이것으로 만 봐도 인간 의료에 영향력 있는 연구라고 생각할 수 있지.

고지대 동물과 인간 사이의 탄수화물 대사에서의 독특한 차이를 명확히 밝혀 낸다면,

가까운 미래에 질병, 운동 또는 고산병과 같은 낮은 수준의 산소에 대처할 수 있는 인간을 위한

의료 응용 프로그램에 이용될 수 있어.

여기에는 폐기종 또는 만성 폐쇄성 폐 질환을 포함한 심장 질환이 포함돼.

이 결과는 의사가 고도 병을 치료하고 고도가 높은 곳이나

산소 수준이 낮은 곳의 삶에 대처하는 데 도움이 될 수 있어.

내 글은 여기 까지야. 오늘은 포식자를 피해 극한환경에 적응된 동물,

노랑엉덩이잎귀쥐에 대해 알아봤어.

그저 한낱 작은 신기한 동물의 발견이, 앞으로 미래에 미치는 영향력은 어떻게 될지.

기대하며 기다려봐도 좋을 것 같아.

다들 끝까지 읽어줘서 고맙다. 이만 글을 마칠게