From mesenteric lymph nodes to the rest of the body: Microplastic translocation and accumulation in subsistence harvested eastern Chukchi Sea beluga whales
이 연구는 동부 척치해(Chikchi Sea)에서 자급 채취된 벨루가 고래의 체내에 미세 플라스틱이 축적 및 전이된다는 사실을 밝혀냈으며, 장간막 림프절에서 가장 높은 농도를 보이고 연령이 증가함에 따라 근육 내 수치가 높아지며 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 우세하게 나타나는 반면, 영양 단계나 탄소원과는 상관관계가 없음을 보여주었다.
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북극의 멀고 얼어붙은 바다에서 벨루가 고래는 환경의 건강 상태를 보여주는 살아있는 바로미터 역할을 합니다. 이 길고 지능적인 포유류는 방대한 거리를 이동하며 매우 다양한 먹이를 섭취하기 때문에, 먹이 그물에서 어떤 일이 일어나고 있는지를 보여주는 훌륭한 지표가 됩니다. 수십 년 동안 과학자들은 중금속이나 산업용 화학 물질과 같은 전통적인 오염 물질을 추적하기 위해 이들을 이용해 왔는데, 이러한 물질들은 먹이사슬 상위에 있는 동물들의 몸에 축적되는 경향이 있습니다. 그러나 최근에는 더 새롭고 눈에 띄는 위협인 미세플라스틱이 등장했습니다. 미세플라스틱은 더 큰 물체에서 부서졌거나 그렇게 제조된, 모래알이나 작은 구슬 크기부터 아주 작은 조각까지의 미세한 플라스틱 파편을 말합니다. 이들은 이제 가장 깊은 해구에서부터 가장 높은 산봉우리에 이르기까지 어디에서나 발견됩니다. 이 입자들은 매우 작기 때문에 작은 해양 생물들이 먹을 수 있고 먹이사슬을 타고 올라가 결국 대형 포식자에게 도달할 수 있습니다. 과학자들에게 중요한 질문은 단순히 이 동물들이 플라스틱을 먹느냐가 아니라, 그것이 몸속에 들어간 후 어떻게 되느냐 하는 것입니다. 그것이 장 속에 머무르는 것일까요, 아니면 다른 장기로 이동하여 평생 동안 잠재적인 해를 끼치게 될까요?
연구팀은 알래스카 원주민들이 식량 자원으로 포획한 수컷 벨루가 고래를 연구함으로써 이 질문에 답하기 위해 나섰습니다. 동부 추크치해에 서식하는 이 고래들은 건강하고 자유롭게 활동하는 동물의 내부 조직을 조사할 수 있는 드문 기회를 제공했습니다. 과학자들은 고래 몸의 다섯 가지 특정 부위, 즉 간, 신장, 근육, 두꺼운 지방층, 그리고 장문(mesenteric lymph nodes)이라고 불리는 작은 림프절들에 집중했습니다. 이 림프절들은 면역 체계의 일부이며 장 근처에 위치하여 소화관으로부터 물질을 걸러내는 일종의 체크포인트 역할을 합니다. 연구진은 미세플라스틱이 단순히 장을 통과해 지나가는 것인지, 아니면 혈류를 가로질러 다른 조직으로 이동하여 정착하는 것인지를 확인하고자 했습니다. 또한 그들은 더 오래된 고래가 더 어린 고래보다 더 많은 플라스틱을 보유하고 있는지, 즉 플라스틱이 시간이 지남에 따라 축적되는지를 알고 싶었으며, 고래가 먹는 음식의 종류가 플라스틱 보유량에 영향을 미치는지도 알고 싶었습니다.
플라스틱을 찾아내기 위해 연구팀은 고래의 조직을 정교하게 분해해야 했습니다. 그들은 근육, 간, 신장, 지방 샘플을 유기 물질은 제거하고 플라스틱만 남기는 화학 용액에 녹였습니다. 그런 다음 미세한 망을 통해 액체를 여과하여 아주 작은 입자들을 잡아냈습니다. 실험실 자체의 먼지나 섬유를 세는 실수를 방지하기 위해, 연구진은 공기에 노출된 빈 필터와 고래 조직 없이 처리된 필터를 포함한 엄격한 대조군 실험을 실시했습니다. 입자를 분리한 후, 그들은 개수를 세고 크기와 색상을 측정했습니다. 발견된 대부분의 입자는 섬유 형태였으며, 아마도 의류나 로프에서 나온 것으로 보였고, 투명, 검정, 파란색이 가장 흔했습니다.
결과는 미세플라스틱이 어디에 최종적으로 도달하는지에 대한 명확한 패턴을 보여주었습니다. 장문(mesenteric lymph nodes)은 근육, 신장 또는 지방보다 현저히 높은 농도의 미세플라스틱을 포함하고 있었습니다. 이는 이 기관들이 먹힌 플라스틱 입자를 포착하는 주요 지점 역할을 한다는 것을 시사하며, 아마도 면역 반응의 일부로서 작용하는 것으로 보입니다. 림프절에 가장 많은 플라스틱이 있었지만, 다른 조직들에도 측정 가능한 양이 들어 있었습니다. 혈액으로부터 독소를 여과하는 역할을 하는 간은 근육이나 신장보다 더 많은 플라스틱을 보유하고 있었으나, 그 차이는 통계적으로 유의미하지 않았습니다. 혈류량이 적은 지방 조직인 지방층은 가장 적은 양의 플라스틱을 가지고 있었습니다. 이러한 분포는 플라스키가 단순히 장에 머무는 것이 아니라 혈류를 통해 이러한 장기들에 도달한다는 점을 암시합니다.
아마도 가장 중요한 발견은 고래의 연령과 관련되어 있었습니다. 연구진은 몸길이와 피부색을 연령의 대리 지표로 사용하여 서로 다른 연령대의 수컷 고래의 근육 조직을 조사했습니다. 그 결과, 더 오래된 고래가 더 어린 고래보다 근육 내 미세플라스틱 농도가 높다는 것을 발견했습니다. 이는 미세플라스틱이 단순히 몸을 통과하여 배설되는 것이 아니라, 몸 안에 남아 생애 동안 축적된다는 것을 나타냅니다. 생물 농축(bioaccumulation)이라고 알려진 이 과정은 고래가 나이가 들수록 그 몸이 이러한 입자들의 저장고가 된다는 것을 시사합니다. 그러나 연구는 고래가 먹는 음식의 종류가 중요하지 않다는 점도 발견했습니다. 근육의 화학적 구성을 분석함으로써 연구진은 고래가 무엇을 먹고 어디에서 먹이 활동을 했는지 알 수 있었지만, 이러한 요인들은 몸속의 플라스틱 양과 상관관계가 없었습니다. 이는 축적이 특정 섭식 습관보다는 시간의 흐름과 고래의 생리학적 특성에 의해 주도됨을 의미합니다.
연구팀이 발견한 플라스틱이 정확히 어떤 종류인지 식별하려고 시도했을 때, 그 작업은 매우 어려웠습니다. 확실하게 식별할 수 있을 만큼 크거나 명확한 입자는 극히 일부에 불 불과했습니다. 식별 가능한 것들 중 가장 흔한 유형은 의류 섬유나 병에 자주 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)였습니다. 또한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론의 흔적도 발견되었습니다. 식별 가능한 플라스틱이 이토록 적었던 이유는 입자들이 너무 작고 소화 과정 및 환경에 의해 변형되어 알려진 플라스틱 유형과 일치시키기 어려웠기 때문일 가능성이 큽니다. 식별의 어려움에도 불구하고, 이러한 특정 플라스틱들의 존재는 주목할 만한데, 이는 이들이 해양의 주요 미세플라스틱 오염원인 섬유 제품과 밀접한 관련이 있기 때문입니다.
이 연구는 미세플라스틱이 단순히 북극 고래의 표면적인 문제가 아니라, 신체 조직 깊숙이 침투하여 그곳에 머물고 있다는 결론을 내립니다. 림프절의 높은 농도는 이 기관들이 입자를 포착하는 핵심 역할을 한다는 것을 시사하며, 오래된 고래의 근육에 쌓이는 현상은 몸이 이를 쉽게 제거할 수 없음을 보여줍니다. 연구진은 고래의 식단에 따라 먹이사슬을 타고 플라스틱이 이동한다는 증거를 찾지는 못했지만, 평생 동안 축적된다는 사실은 장기적인 건강에 대한 우려를 불러일으킵니다. 만약 이 입자들이 고래의 면역 체계나 대사에 영향을 미친다면, 이는 개체군에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 이 연구 결과는 미세플라스틱이 북극의 가장 상징적인 거주자들의 몸속에 조용히 자리 잡고 있는 만연한 오염 물질이라는 점을 뒷받침하는 증거를 더해주고 있습니다.
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