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- 해양 산성화의 증가는 홍합과 달팽이의 껍질뿐만 아니라 상어의 이빨까지도 공격
- pH 7.3에서 균열과 구멍, 뿌리 부식 증가, 구조적 악화와 같은 표면 손상이 관찰
- 전체적인 상황을 파악하기 위해서는 향후 연구에서 살아있는 상어의 이빨도 분석해야

기후 변화로 상어의 이빨이 약해지고 있다.
해양 산성화로 포식성 어류의 이빨이 약해지고 있다.

수중 치아 손실:
해양 산성화의 증가는 홍합과 달팽이의 껍질뿐만 아니라 상어의 이빨까지도 공격하고 있다. 연구원들은 산성 바닷물에서 흑기흉상어의 이빨에 상당한 균열과 구멍이 생긴다는 것을 발견했다. 이는 포식성 어류가 먹이를 잡을 때 이빨을 약화시키고 장기적으로 전체 먹이 사슬에 영향을 미칠 수 있다. 

▲ 산성 물은 흑기흉상어의 이빨을 약하게 만든다. © Max Baum

기후 변화는 대기뿐만 아니라 해양에도 이산화탄소 축적을 증가시키고 있다. 이는 탄산을 생성하여 물의 pH를 낮추고 결과적으로 산성도를 높인다. 이는 수많은 해양 생물에도 영향을 미친다. 예를 들어, 산호, 홍합, 달팽이는 바닷물에서 껍질에 필요한 칼슘을 충분히 추출할 수 없으며, 성게는 심각한 소화 장애를 겪는다.

산성 욕조 속의 이빨

뒤셀도르프 대학교의 막시밀리안 바움(Maximillian Baum)이 이끄는 연구진은 해양 산성화의 또 다른 결과를 밝혀냈다. 그들은 해양의 산성도 증가가 상어의 이빨, 즉 포식자의 중요한 "도구"에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 이를 위해 연구팀은 해양 수족관에서 검은기흉상어(Carcharhinus melanopterus)의 버려진 이빨을 수거하여 다양한 산성도의 물에 8주 동안 담가 두었다.

▲ C. melanopterus의 턱과 치아 형태 (A) C. melanopterus 치열 (Ebert et al., 2021 참조), (B) 턱 조직에 깊이 박히지 않은 여러 줄의 노출된 치아를 가진 어린 C. melanopterus의 턱. (C) C. melanopterus 상악 치아의 설측면 (Ebert et al., 2021 참조). (D) C. melanopterus 치아 조직학의 모식도 (Berio, 2021 참조). (출처: Simulated ocean acidification affects shark tooth morphology / 27 August 2025 / Frontiers in Marine Science)

한 용기에는 현재 pH 8.1의 해수를, 다른 용기에는 pH 7.3의 해수를 담았다. 이는 2300년 기후 예보에서 예측하는 산성도와 같은 수치다. 바움은 "이 수치는 현재보다 거의 10배 높은 산성도에 해당한다"고 설명했다. 연구팀은 주사전자현미경을 사용하여 샘플의 균열이나 구멍과 같은 손상을 분석해 해양 산성화 증가가 상어 이빨에 어떤 영향을 미치는지 확인했다.

산성 수질은 치아의 취성을 유발한다.

결과:
산성 수질은 상어 이빨에 심각한 손상을 입혔다. "pH 7.3에서 균열과 구멍, 뿌리 부식 증가, 구조적 악화와 같은 표면 손상이 관찰되었다. 더욱이 표면 구조가 더욱 불규칙해져 이빨이 구조적으로 약해지고 부러지기 더 쉽다"고 선임 저자인 세바스찬 프라우네(Sebastian Fraune)는 보고했다.

▲ 치아 기저부 손상 평가. 기저부의 전반적인 상태를 평가하기 위해 치아는 (A) 1=손상 없음, (B) 2=경미한 손상, (C) 3=중간 손상, (D) 4=심각한 손상으로 등급을 매겼다. (출처: Simulated ocean acidification affects shark tooth morphology / 27 August 2025 / Frontiers in Marine Science)

상어 이빨은 정교하고 견고한 도구이지만, 산으로부터 보호하기 위한 것이 아니라 고기를 자르기 위해 설계되었다. 게다가 상어는 숨을 쉬기 위해 끊임없이 입을 벌리고 헤엄쳐야 하므로 이빨은 끊임없이 산에 노출된다. 프라우네는 "이번 연구 결과는 자연의 가장 날카로운 무기조차도 얼마나 취약할 수 있는지를 보여준다"고 강조했다. 장기적으로 산으로 인한 손상은 포식자의 무는 힘을 감소시켜 사냥 행동과 전체 생태계에 영향을 미칠 수 있다.

▲ 치아 둘레의 상대적 변화. (A) pH 7.3과 pH 8.2에서 각각 8주간 배양하기 전과 후의 치아의 대표 이미지. (B) pH 7.3(n=16)과 pH 8.2(n=18)에서 8주간 배양한 후 C. melanopterus 치아 둘레의 상대적 변화

살아있는 표본에 대한 검사 필요

그러나 "이 연구는 탈락된 치아만을 조사했기 때문에 살아있는 유기체에서 발생할 수 있는 복구 과정을 고려하지 않았다. 따라서 살아있는 상어의 경우 손상된 치아를 재광화(Remenaralization)할 수 있지만, 에너지 소모가 증가하기 때문에 상황이 더 복잡할 수 있다."라고 Sealife Oberhausen의 공동 저자인 티머 하우스세커(Timo Haussecker)는 강조했다.

따라서 이번 연구는 해양 산성화가 상어 이빨을 약화시킬 수 있다는 최초의 구체적인 증거를 제시한다. 그러나 연구진은 전체적인 상황을 파악하기 위해서는 향후 연구에서 살아있는 상어의 이빨도 분석해야 한다고 말했다.

참고: Frontiers in Marine Science, 2025; doi: 10.3389/fmars.2025.1597592
출처: Frontiers, Heinrich Heine University Düsseldorf

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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