사람은 늙으면 눈부터 침침한데…400년 사는 상어는 달랐다

최대 약 400년을 사는 것으로 알려진 그린란드상어가 100년 넘게 살아도 시각 체계를 온전하게 유지하는 것으로 나타났다. 연구진이 130세 이상으로 추정되는 개체까지 분석한 결과 뚜렷한 망막 퇴행 징후가 발견되지 않았으며, 극도로 어두운 북극 심해에 특화된 시각 체계도 확인됐다.

23일(현지시간) 과학전문매체 사이언스데일리에 따르면 미국 캘리포니아대학교 어바인캠퍼스(UC어바인)와 스위스 바젤대학교 등이 참여한 국제 연구진은 그린란드상어의 눈을 분석한 결과, 100년 이상 된 개체에서도 뚜렷한 망막 퇴행 징후가 나타나지 않는 것을 확인했다.

연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐다.

최대 약 400년을 사는 것으로 알려진 그린란드상어(Somniosus microcephalus). (사진=NOAA Okeanos Explorer Program)

그린란드상어는 현재 알려진 척추동물 가운데 가장 오래 사는 종으로, 수명이 최대 약 400년에 이르는 것으로 추정된다. 북대서양과 북극해의 차갑고 어두운 심해에 서식하며 수심 약 3000m까지 내려가는 것으로 알려져 있다.

그동안 그린란드상어의 시각 능력은 좋지 않을 것으로 여겨졌다. 빛이 거의 없는 깊은 바다에 사는 데다 그린란드 주변에 서식하는 개체는 눈 각막에 기생성 요각류가 붙어 있는 경우가 흔하기 때문이다.

하지만 연구진이 실제 눈을 분석한 결과는 예상과 달랐다.

연구진은 유전체와 전사체, 망막 조직 등을 종합적으로 분석했다. 그 결과 100년 이상 된 성체에서도 망막의 모든 주요 층이 유지됐으며 뚜렷한 퇴행 징후가 발견되지 않았다. 세포 사멸과 관련된 DNA 분절 여부를 확인하는 검사에서도 조사한 망막 조직에서는 해당 신호가 검출되지 않았다.

특히 그린란드상어의 눈은 어두운 심해에서 희미한 빛을 포착하는 데 특화돼 있었다.

일반적인 척추동물의 망막에는 어두운 곳에서 빛을 감지하는 막대세포와 밝은 곳이나 색을 감지하는 원뿔세포가 함께 존재한다. 반면 그린란드상어의 망막은 막대세포로만 이뤄진 구조(pure-rod structure)를 보였다. 막대세포 역시 길고 촘촘하게 배열돼 있어 빛이 거의 없는 환경에 적응한 특징을 나타냈다.

유전자 분석에서도 어두운 환경에서 시각을 담당하는 막대세포 관련 유전자는 온전하게 남아 활발하게 발현됐다. 반면 밝은 곳에서 시각을 담당하는 원뿔세포 관련 유전자 상당수는 기능을 잃었거나 더 이상 발현되지 않았다.

빛을 감지하는 시각 단백질도 심해 환경에 맞춰져 있었다. 연구진은 그린란드상어의 막대세포 시각 색소가 얕은 바다에 사는 상어보다 짧은 파장의 빛에 민감하게 반응하도록 변화한 것을 확인했다. 이는 심해까지 상대적으로 잘 도달하는 청색 계열의 희미한 빛을 감지하는 데 유리한 특성으로 해석된다.

100년 넘게 망막을 유지할 수 있는 비결을 추정할 단서도 나왔다. 망막의 유전자 발현을 분석한 결과 DNA 복구와 관련된 유전자들이 강하게 발현되는 것으로 나타났다. 연구진은 이러한 DNA 복구 체계가 오랜 기간 망막의 온전함을 유지하는 데 기여했을 가능성이 있다고 봤다.

다만 DNA 복구 유전자가 그린란드상어의 시각 체계를 오래 유지시키는 직접적인 원인으로 확인된 것은 아니다. 연구진 역시 이를 장기간 망막을 보존하는 데 기여할 수 있는 가능성으로 제시했다.