따뜻한 피를 가진, 온혈 물고기가 발견되었다!

[신으로]

따뜻한 피를 가진, 온혈 물고기가 발견되었다! 
수렴진화가 해결책이 될 수 있을까?

해양 생물학에서 진화론의 예측과 전혀 맞지 않은 발견이 이루어졌다.

깊은 바다에서 온혈(warm-blooded) 물고기가 발견되었다고, 미국 국립해양대기청(NOAA)의 연구원들은 Science 지에 보고했다. 전 세계적으로 분포하는, 크고 둥근 물고기인, 빨간개복치(opah)는 주변의 온도보다 높은 온도의 몸체(심장, 근육, 뇌...)를 유지하는 시스템을 갖고 있었다는 것이다. 참치(tuna)와 상어(sharks)와 같은 일부 물고기들은 국소적으로 열을 발생시킬 수 있다. 그러나 빨간개복치는 차가운 서식지에서 기관들이 고효율로 작동되도록 하기 위해서 몸 전체를 따뜻하게 유지시킨다는 것이다. 어떻게 그것을 수행하는 것일까?

이 물고기는 대류적 열 손실을 줄이기 위해서, 혈관에 반대 방향으로 달리고 있는, 밀도가 높은 세동맥과 세정맥들로 구성된, 역류 열교환기가 장착된 '괴망(retia mirabilia or wonderful nets)‘이라는 것을 가지고 있다. 이 괴망에서, 열 생산 장소에서 되돌아온 따뜻한 정맥혈은 그 열을 아가미에서 도착한 차가운 동맥혈에 전달한다. 지금까지, 물고기에서 이들 괴망은 특정 근육 또는 기관에서만 관측되어 왔다. 심장과 다른 많은 조직들은 주변의 차가운 바닷물 온도와 동일한 온도로 놔두고서 말이다.

혈관의 괴망(라틴어 retia mirabilia는 'miraculous web”이란 뜻)에서 사용되는 역류 열교환기(counter-current heat exchangers, CCHE)는 고래, 돌고래, 물개, 다른 해양 포유동물에서 알려져 있었다. 물고기의 경우 이러한 괴망은 아가미에 집중되어 있어서, 물고기에서 열이 근육으로부터 바닷물에 노출되어 있는 차가운 혈관으로 전달되도록 해준다. 그렇다면 이러한 기관이 빨간개복치에서 어떻게 진화되었을까? 연구자들은 어떠한 단서도 가지고 있지 못했다 :

이 연구는 전 세계적으로 분포하는, 잘 연구되지 않았던 커다란 물고기로서 중심해수층(mesopelagic fish) 어류인 빨간개복치(opah, Lampris gutattus)의 몸 전체에 형성되어 존재하고 있는 내온성(endothermy)이 독립적으로 진화했다는 형태학적, 온도 및 행동학적 데이터들을 제공하고 있다. 다른 물고기와 달리 빨간개복치는 신체의 나머지 부분으로부터 열 손실이 일어나는 주요 장소와 분리되어, 아가미 안쪽에 위치하는 열-보존 망상조직을 가지고 있음을 우리는 보여주었다. 현장에서 갓 잡아 올려 희생된 빨간개복치의 몸체 중심부(가슴 근육, 내장, 심장)와 머리 부분(Table 1)에서 측정된 체온은 모두 환경보다 상당히 따뜻했다.

글의 마지막 단락에서 이러한 시스템이 '어떻게' 진화했는지에 대해서는 아무런 언급도 하고 있지 않았다. 단지 이 물고기는 이러한 혁신적인 과업을 독립적으로 수렴진화 시켰다는 말만 하고 있었다 :

여러 면에서 빨간개복치는 증가된 유산소운동 능력을 가진 참치(tunas)나 악상어(lamnid sharks)와 같은 국소적 내온성 물고기들과 일치된다. 그러나 열대지방 조상들로부터 유래됐다고 생각되는, 그리고 국소적인 내온성을 갖고 있어서 깊고 차가운 물에서도 견디어 그들의 서식 반경을 확장시켰다고 생각하는, 이들 참치나 악상어와 같은 활동적인 표해수층 포식자들과 같지 않게, 빨간개복치의 진화 역사는 깊은 바다와 관련 있는 것처럼 보이는데, 그들의 진화 계통은 중심해수층(200~1,000m 깊이)에 서식하는 이악어목(Lampridiformes)로부터 파생된 것으로 보인다. 따라서 먹이를 찾아 아래의 차가운 바다로 일시적으로 잠수하기 위해 국소적 내온성을 사용하는 것보다, 빨간개복치(몸 전체의 내온성 형태를 가진)는 깊은 차가운 바다를 탐사하면서 높은 수준의 생리적 성능을 유지하기 위해서 독특하게 특화되었다. 최근 세계의 여러 바다에서 살아가는 구별된 여러 빨간개복치 종들의 발견과 함께, 이런 형태의 내온성의 발견은 이 진화적 혁명을 더 심도 깊이 조사할 미래 연구의 막을 열어 놓았다.

Live Science(2015. 5. 14) 지는 빨간개복치의 사진을 보여주고 있었다. 그러나 이 온혈성이 어떻게 진화했는지에 대해서는 어떠한 해결책도 제시하지 않고 있었다. 괴망에 대한 경이로움은 일러스트 메디아(Illustra Media)의 새로운 DVD인 'Living Waters‘(올 여름에 출시)에서 볼 수 있을 것이다. 이 영상은 다윈의 자연선택에 대한 또 하나의 도전이 될 것이다.

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더 많은 데이터들이 축적되면 될수록, 진화론의 붕괴는 가속되고, 지적설계는 힘을 얻고 있다. 수렴진화(Convergent evolution)는 이제 위기의 이론이 되고 있다. 수렴진화의 사례들은 너무 많아지고 있다. 이제 진화론자들은 여러 번의, 아니 수십 번의 동일한 기적들에 호소하고 있다. 방향도 없고, 목적도 없고, 지성도 없는, 무작위적인 돌연변이들로 온혈에 필요한 많은 기관들을 우연히 한 번 만들어냈다는 것도 기적 같은 일인데, 그것이 두 번, 세 번, 아니, 수십 번씩 일어났을 것이라는 추정이 과학일 수 있을까? 동물의 체온을 따뜻하게 또는 차갑게 만들어주는 괴망이라는 시스템은 많은 상호 연관된 구조들과 기관들을 필요로 한다. 그들은 돌연변이들에 의해서 하나씩 하나씩 점진적으로 생겨날 수 없다. 그런데 그러한 전체 시스템이 한 번도 아니고, 여러 번 생겨날 수 있었을까? 진화론을 믿기 위해서는 위대한 믿음이 필요해 보인다.

*관련기사 : ‘온혈 물고기’ 발견. 교과서가 틀렸다 (2015. 5. 16. 서울신문)
http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150516010047

심해에 사는 온혈어류 첫 발견 (2015. 5. 15. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2015/05/15/0200000000AKR20150515046800017.HTML

최초 발견된 ‘따뜻한 몸’ 가진 ‘빨간 개복치’ (사진) (2015. 5. 15. 인사이트)
http://www.insight.co.kr/view.php?ArtNo=21244

포유류처럼…이 물고기는 피가 따뜻하다 (2015. 5. 17. 전자신문)
http://www.etnews.com/20150517000012

따뜻한 피 가진 물고기 있었다 (2015. 5. 17. 조선일보)
http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2015/05/17/2015051700564.html

2m 거대 바다어 붉평치 ‘온혈’ 첫 확인 (2015. 5. 15. 한겨레)
http://ecotopia.hani.co.kr/284775

최초의 온혈 물고기 발견…'붉은개복치' 어류 계보 바뀌나 (2015. 5. 15. 뉴스1)
http://news1.kr/articles/?2233732