Long-term growth and male sexual maturation of captive-born Japanese wobbegongs (Orectolobus japonicus): implications for life-history research and conservation

상어가 어떻게 살고, 성장하고, 번식하는지를 이해하기 위해서 과학자들은 그들의 나이와 얼마나 빨리 커지는지를 알아야 합니다. 많은 상어 종의 경우, 이 동물들을 포획하기 어렵고, 야생에서 추적하기 어려우며, 연구자들이 연구를 마치기도 전에 죽는 경우가 많기 때문에 이러한 정보가 누락되어 있습니다. 상어가 언제 성체가 되는지, 혹은 얼마나 많은 새끼를 낳는지 알지 못하면, 과도한 어업이나 서식지 파괴로부터 해당 종을 보호하기가 어렵습니다. 이는 특히 바닥에 서식하며 해저에 숨어 지내는 저서성 상어들에게 더욱 그렇습니다. 과학자들은 상어를 해치지 않으면서 성장을 배우기 위해 오랫동안 수족관의 상어들을 연구해 왔지만, 이러한 연구들 대부분은 몇 년 동안만 지속되었습니다. 상어의 삶을 진정으로 이해하려면, 연구자들은 상어가 태어나는 순간부터 완전히 자라나 자신의 자손을 남길 준비가 될 때까지 관찰해야 합니다.

일본 오사카 해양 박물관 카이유칸(KAIYUKAN)의 연구팀은 마침내 일본 주변 해역에 서식하는 작고 위장이 잘 된 상어인 일본 홉고스(Japanese wobbegong)에 대해 이러한 장기적인 관점을 제공했습니다. 이들은 이 상어들을 사육 상태에서 기르며 수년간 매달 성장을 기록함으로써, 이 종이 어떻게 발달하는지를 정확하게 그려낼 수 있었습니다. 연구진은 이 상어들이 매우 특정한 방식으로 성장하여, 길이가 길어지는 것보다 무게가 더 빠르게 늘어난다는 것을 발견했으며, 수컷 상어가 번식할 수 있게 되는 정확한 시점을 식별해 냈습니다. 이 작업은 그렇지 않으면 연구하기 어려운 종의 생애사에 대해 드물고 명확한 그림을 제공하며, 보전 활동가들에게 야생 개체군과 비교할 수 있는 견고한 기준선을 제공합니다.

이야기는 22마리의 새끼 상어의 탄생으로부터 시작됩니다. 2018년에 큰 수조에서 다섯 마리의 새끼가 발견되었고, 2020년에는 임신한 암컷 한 마리가 별도의 격리된 수조로 옮겨졌으며 그곳에서 17마리의 새끼를 낳았습니다. 연구원들이 매일 수조를 관찰했기 때문에, 그들은 모든 새끼의 정확한 탄생 날짜를 24시간 미만의 오차 범위 내에서 파악할 수 있었습니다. 이러한 정밀도는 야생에서는 달성하기 거의 불가능한 수준입니다. 과학자들은 이 어린 상어들의 길이와 무게를 약 한 달에 한 번씩 측정했습니다. 또한, 수컷 상어의 하단부에 있는 쌍을 이룬 생식 기관인 교미기(claspers)의 길이를 측정하며 면밀히 관찰했습니다. 수컷 상어의 교미기는 처음에는 작고 부드럽지만, 상어가 성숙함에 따라 더 길고 단단해지며, 결국 번식을 위한 도구가 됩니다.

데이터는 이 상어들이 어떻게 성장하는지에 대한 명확한 패턴을 보여주었습니다. 상어들이 커짐에 따라, 이들은 길이보다 훨씬 빠르게 체중을 늘렸습니다. 이는 '양의 상대적 성장(positive allometric growth)'이라고 알려져 있는데, 이는 상어가 단순히 길어지기만 하는 것이 아니라 나이가 들수록 더 굵고 무거워진다는 것을 의미합니다. 이 패턴은 암컷과 수컷 모두에게 동일하게 나타났습니다. 연구진은 일본 홉고스의 성장 곡선을 가장 잘 설명하는 수학적 모델이 무엇인지 확인하기 위해 여러 모델을 테스트했습니다. 그들은 동물이 최대 크기에 도달함에 따라 성장이 빨라졌다가 느려지는 과정을 설명하는 로지스틱 모델(logistic model)이 다른 일반적인 모델들보다 데이터를 더 잘 설명한다는 것을 발견했습니다. 이 모델에 따르면, 상어는 총 길이가 100cm를 약간 넘을 때 성장을 멈춥니다. 수컷은 약 107cm까지 자라며 약간 더 크게 성장하는 것으로 추정되었고, 암컷은 약 102cm까지 자랐습니다.

가장 중요한 발견 중 하나는 수컷 상어가 언제 성적으로 성숙해지는지에 관한 것이었습니다. 연구진은 네 마리 수컷 상의 교미기를 면밀히 관찰했습니다. 그들은 상어의 나이가 약 1,000일, 즉 대략 2.7세 정도 되었을 때 교미기의 급격한 성장이 시작되었으며, 이때 길이는 약 75cm였다는 것을 확인했습니다. 상어의 나이가 1,200일, 즉 3년이 조금 넘었을 때, 교미기는 상체의 크기 대비 성장이 멈추고 약 84cm의 길이에 도달했습니다. 성숙의 궁극적인 증거는 한 마리의 수컷 상어로부터 확인되었습니다. 나이가 1,997일, 즉 거의 5.5세에 달하고 길이가 97.8cm였을 때, 이 상어는 교미기에서 정액을 배출하는 것이 관찰되었습니다. 이는 이 상어가 기능적 성적 성숙 단계, 즉 물리적으로 번식이 가능한 상태에 도달했음을 확증해 주었습니다.

또한 이 연구는 일본 홉고스가 한 번에 낳을 수 있는 새끼의 수에 대한 신뢰할 수 있는 수치를 제공했습니다. 이전 보고서들은 두 마리의 암컷을 근거로 한 배의 새끼 수가 32마리라고 제안하기도 했으나, 그 수치는 확인되지 않은 것이었습니다. 본 연구에서 2020년에 격리된 수조의 암컷은 정확히 17마리의 새끼를 낳았습니다. 이 숫자는 일반적으로 몇 마리에서 수십 마리에 이르는 새끼를 낳는 관련 상어 종들의 특징과 잘 부합합니다. 연구진은 2018년의 새끼 수가 더 많았을 수도 있지만, 일부 새끼가 수조 안의 다른 물고기들에게 먹혔을 가능성이 있다고 언급했으며, 이것이 2020년 격리 수조에서의 측정이 더 정확하다고 간주되는 이유입니다.

이러한 장기 기록은 일본 홉고스에 대한 알려진 연령 기준선을 제공하기 때문에 매우 가치가 있습니다. 야생에서는 상어가 정확히 몇 살인지, 혹은 언제 성체가 되는지 아는 것이 매우 어렵습니다. 사육 상태에서 태어난 상어들로부터 얻은 이 상세한 데이터를 통해, 과학자들은 이제 야생의 상어들과 비교하여 그들이 같은 속도로 성장하는지, 혹은 같은 크기에서 성숙에 도ر하는지를 확인할 수 있습니다. 연구진은 수족관의 상어들이 일정한 먹이 공급과 안정적인 온도를 갖추고 있기 때문에 해양의 상어들과 다르게 성장할 수 있다고 주의를 기울였습니다. 하지만 이 연구는 이 종에 대한 근본적인 이해를 확립했습니다. 이는 일본 홉고스가 천천히 성장하고, 늦게 성숙하며, 적당한 수의 새끼를 낳는다는 점을 확인시켜 주는데, 이러한 특성들은 이 종을 인간의 활동에 취약하게 만드는 요소들입니다. 이 새로운 정보와 함께, 보전 노력은 저서성 상어들이 태평양에서 계속 번창할 수 있도록 더 나은 정보를 바탕으로 수행될 수 있을 것입니다.