Five decades of crocodilian ecotoxicology: a global scientometric analysis of environmental biomonitoring research ​

우리와 같은 수로를 공유하는 고대 파충류인 악어류는 단순히 강력한 포식자 그 이상이며, 환경 건강의 살아있는 기록 보관소입니다. 이들은 수십 년 동안 살아가고, 한곳에 머물며, 먹이사슬의 최정점에 위치하기 때문에 강과 호수로 흘러드는 화학 물질을 흡수하는 천연 스펀지 역할을 합니다. 이들은 다른 동물들을 잡아먹으면서 중금속이나 농약 같은 독소를 체내에 축적하며, 이는 종종 주변 수질보다 더 높은 농도로 나타납니다. 생물 농축(bioaccumulation)이라고 알려진 이 과정은 악어의 조직이 수년에 걸쳐 해당 생태계 전체의 질에 대해 어떤 이야기를 들려주는지를 의미합니다. 과학자들은 오랫동안 이 동물들을 야생 동물 개체군에 가시적인 해를 끼치기 전에 오염을 감지하는 '파수꾼(sentinels)' 또는 조기 경보 시스템으로 사용해 왔습니다. 연구자들은 악어의 내부에 무엇이 들어 있는지를 연구함으로써, 육안으로 피해가 명확히 보이기 훨씬 전부터 물속에서 어떤 일이 일어나고 있는지 이해할 수 있습니다.

지난 50년 동안 과학자들은 세계의 수로가 어떻게 변화하고 있는지를 추적하기 위해 이 파충류들에 대한 데이터를 수집해 왔습니다. 하지만 지금까지는 이 연구 전체를 하나의 관점으로 바라보는 작업이 이루어지지 않았습니다. 브라질 파라이바 연방 대학교의 라이사 리마 도스 산토스(Rayssa Lima dos Santos)가 수행한 새로운 연구가 바로 그 작업을 해냈습니다. 1971년부터 2026년 사이에 발표된 약 200편의 과학 논문을 수집하고 분석함으로써, 연구자는 악어 독성학 분야가 어떻게 성장했는지, 어디에 집중되어 있는지, 그리고 무엇을 놓치고 있는지를 지도로 그려냈습니다. 이 작업은 이 분야가 단순한 화학 물질 계수에서 복잡한 생물학적 영향의 과학으로 성숙해 왔음을 보여주지만, 여전히 단 몇 개의 국가와 몇몇 종에 과도하게 집중되어 있음을 드러냅니다.

연구는 방대한 글로벌 과학 문헌 데이터베이스를 검색하여, 악어류를 환경 오염의 맥락에서 구체적으로 조사한 기록만을 필터링하는 것으로 시작되었습니다. 신중한 검토를 거쳐 187편의 연구가 상세 분석 대상으로 선정되었습니다. 데이터가 보여준 첫 번째 사실은 명확한 성장 타임라인이었습니다. 처음 30년 동안인 1971년부터 2000년까지, 이 주제에 대한 연구는 매년 소수의 논문만이 발표될 정도로 완만하고 꾸준했습니다. 그러나 2000년 이후 연구 수는 급격히 증가하기 시작했습니다. 2010년대에는 과학적 관심이 급증하여, 2011년에서 2020년 사이에 가장 많은 양의 연구가 이루어졌습니다. 이러한 붐은 이 분야가 틈새 관심사에서 지구의 건강을 모니터링하는 핵심적인 부분으로 이동했음을 시사합니다.

어떤 동물이 연구되고 있는지를 살펴보았을 때, 놀라운 패턴이 나타났습니다. 연구는 모든 악어 종에 고르게 분산되어 있지 않았습니다. 대신, 두 특정 동물에 의해 주도되었습니다. 바로 미국 엘리게이터와 넓은코카이만입니다. 미국 엘리게이터는 전체 연구의 거의 절반에 달하는 빈도로 등장했으며, 넓은코카이만은 약 5분의 1을 차지했습니다. 나일악어나 모렐 악어를 포함한 다른 종들은 훨씬 적게 연구되었습니다. 이러한 불균형은 전 세계적인 악어 건강에 대한 우리의 이해가 단 두 종의 희생 위에 세워졌음을 의미하며, 아시아, 아프리카, 오세아니아의 많은 다른 종들은 과학 문헌에서 거의 완전히 검토되지 않은 채로 남겨두었습니다.

연구의 위치 또한 유사한 집중도를 보여주었습니다. 미국이 전체 연구의 절반 이상을 생산하며 확실한 선두를 달렸고, 아르헨티나, 브라질, 남아프리카 공화국이 그 뒤를 이었습니다. 각 지역은 현지 환경과 존재하는 오염 유형에 따라 고유한 초점을 가지고 있었습니다. 미국, 특히 플로리다에서는 아포카 호수(Lake Apopka)에서의 수십 년간의 모니터링에 힘입어 중금속과 호르몬 교란 화학 물질에 크게 집중했습니다. 아르헨티나에서는 과학자들이 농업용 화학 물질이 파충류에 미치는 영향을 테스트하기 위해 넓은코카이만을 사용함에 따라 농약에 초점이 맞춰졌습니다. 브라질의 연구는 열대 강에서의 집중적인 채굴 활동을 반영하여 중금속에 중심을 두었습니다. 반면 남아프리카 공화국의 연구는 나일악어의 금속 노출을 면밀히 살펴보았습니다.

시간이 흐름에 따라 과학자들이 이 동물들을 연구하는 방식도 변했습니다. 초기에는 주로 악어 몸 안에 특정 독극물이 얼마나 들어 있는지 찾아내고 측정하는 작업이었습니다. 연구자들은 혈액, 간 또는 근육 샘별을 채취하여 화학 물질의 수를 셌습니다. 그러나 시간이 지나면서 질문은 더욱 정교해졌습니다. 과학자들은 단순히 독극물이 얼마나 존재하는지가 아니라, 그 독극물이 동물의 몸에 실제로 어떤 영향을 미치고 있는지 살펴보기 시작했습니다. 연구는 '바이오마커(biomarkers)', 즉 생물학적 스트레스의 초기 징후를 찾는 방향으로 전환되었습니다. 이러한 징후에는 호르몬 수치의 변화, DNA 손상, 또는 면역 체계의 약화 등이 포함될 수 있습니다. 2010년대에 이르러서는 여러 바이오마커를 동시에 사용하는 연구가 일반화되었으며, 이를 통해 단순히 조직 내의 화학 물질 목록을 나열하는 것을 넘어 오염이 동물의 건강에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 더 완전한 그림을 그려냈습니다.

이러한 진전에도 불구하고, 연구는 여전히 남아 있는 상당한 격차를 강조했습니다. 분야는 성장했지만, 고르게 성장하지는 않았습니다. 생물 다양성이 풍부한 열대 지역에 서식하는 많은 악어 종들이 여전히 과학적 기록에서 누락되어 있습니다. 이 지역들은 흔히 채굴, 농업 및 도시 개발로 인해 가장 빠른 환경 변화를 겪는 곳들입니다. 많은 연구가 단 몇 개의 모델 종과 몇 개의 국가에 의존하고 있기 때문에, 그 결과가 전 세계 모든 곳의 악어에게 적용될 수 있는지 알기는 어렵습니다. 저자는 향후 연구가 범위를 넓혀 더 많은 장소에서 더 많은 종을 살펴보고, 환경에서 흔해지고 있지만 아직 악어 연구에서 널리 다뤄지지 않은 새로운 유형의 오염 물질에 더 주의를 기울여야 한다고 제안합니다.

이 논문은 결론적으로 악어류가 수생 생태계의 장기적인 건강을 보여주는 귀중한 창으로서 입증되었다고 밝힙니다. 지난 50년간의 연구 여정은 단순한 관찰에서 오염에 대한 더 깊고 기계적인 이해로의 이동을 보여줍니다. 그러나 이 동물들과 그들이 서식하는 생태계를 진정으로 보호하기 위해서는 과학계가 그 범위를 확장해야 합니다. 지리적, 종 다양성의 격차를 메우고 연구 수행 방식을 표준화함으로써, 연구자들은 환경적 위험에 대한 더 정확하고 글로벌한 그림을 구축할 수 있습니다. 지금까지의 작업은 견고한 토대를 제공하지만, 다음 장은 아직 자신들의 이야기를 들려주지 못한 수많은 다른 악어 가족의 얼굴들을 바라보는 데 달려 있습니다.