범노래미는 날마다 이빨 20개씩 갈아치운다

[애니멀피플]
입과 목구멍에 이 500여개, 27일에 모두 교체…물고기 일반 특성일 가능성

포식어 범노래미는 입의 턱뿐 아니라 목구멍에도 이가 달린 인두 턱이 달려 있다. 그 수는 500개가 넘고 하루 20개씩 교체한다. 위키미디어 코먼스 제공.

범노래미는 북미 서해안에 서식하는 쥐노래미과의 인기 있는 낚시 어종이다. 암초 사이에 숨어있다가 큰 입을 벌려 주로 물고기를 잡아먹는데 입속에 들어온다면 같은 종을 가리지 않는다.

다 자라면 1.5m에 59㎏에 이르기도 하는 이 물고기의 탐식성을 뒷받침하는 것은 큰 입과 날카롭고 촘촘하게 난 이빨이다. 먹이를 향해 튀어나가며 크게 벌리는 입뿐 아니라 목구멍에도 이가 달려 있다.

입의 턱이 먹이를 붙잡는다면 목구멍 식도 앞에 달린 인두 턱은 아가미 활이 변형된 기관으로 먹이를 으깨고 부수는 노릇을 한다. 이들을 모두 합쳐 범노래미의 입에는 500여개의 이가 달려 있고 매일 이 가운데 20개가 교체된다는 사실이 밝혔다.

쥐노래미과의 범노래미는 알래스카에서 멕시코 바하 칼리포니아르까지 북미 서해안에 서식하는 주요한 낚시 어종이다. 암초 틈에 잠복해 물고기와 오징어, 문어, 게 등을 포식한다. 매그너스 키에르가르드, 위키미디어 코먼스 제공.

물고기의 이가 몇 개이고 교체주기가 얼마인지 알기는 매우 어렵다. 그러나 이빨의 칼슘을 물들이는 다양한 형광 염료를 이용해 물고기의 이가 어떤 방식으로 나고 얼마나 자주 교체되는지 밝힌 연구 결과가 나왔다.

에밀리 카 미국 사우스플로리다대 학부생과 워싱턴대 연구진은 과학저널 ‘왕립학회보 비’ 최근호에 실린 논문에서 “범노래미가 27일이면 모든 이를 교체하는 것으로 드러났다”며 “이 종의 이 구조가 일반적이기 때문에 다른 물고기들도 이런 방식으로 교체할 가능성이 있다”고 밝혔다.

연구자들은 수조에서 어린 범노래미 20마리를 기르면서 이빨의 칼슘 성분을 붉게 물들이는 형광 염료를 푼 물에 12시간 동안 두었다가 빼고 이후에는 초록색으로 물들이는 염료에 담그는 식으로 순차적으로 이를 염색했다. 기존의 이는 붉은색이지만 새로 난 이는 초록색으로 구별되도록 한 것이다.

연구자들은 이런 실험을 거쳐 안락사한 범노래미의 턱에서 1만개 이상의 이를 확보해 분석했다. 이가 난 5개의 뼈에는 평균 555개의 이가 났는데 놀랍게도 이 가운데 3.6%에 해당하는 20개를 매일 교체했다. 사람으로 친다면 매일 이 하나가 빠지고 새로 나는 셈이다.

상어의 이는 턱 안쪽에서 차츰 자라 밖으로 나와 손상된 이를 교체한다면 이번에 밝혀진 범노래미 이는 정해진 자리에서 돋아난다(a). 범노래미의 사용하던 이(붉은색)와 새로 돋은 이(초록색). 에밀리 카 외 (2021) ‘왕립학회보 비’ 제공.

이가 나는 방식은 상어와 달랐다. 상어는 이가 하나씩 나는 게 아니라 일련의 예비 이가 컨베이어 벨트에 차츰 자라면서 달려 있다가 가장자리 이가 손상되어 떨어지면 턱 안에서 준비된 이가 바로 자리를 채운다.

그러나 노래미의 이는 미리 정해진 자리에서만 자란다. 사용하는 이 옆에 예비 이가 돋아나다 이가 빠지면 그 자리를 차지하는 식이다.

물고기 가운데 아마존의 육식어 피라냐는 워낙 이끼리 꽉 맞물려 하나씩 갈지 않고 턱의 4분의 1씩 한꺼번에 교체하는 독특한 방식을 채용하기도 한다(▶피라냐의 '최강 이빨' 유지 비결은 통째 교체). 그러나 연구자들은 “범노래미의 치아구조는 경골어류에서 가장 흔한 형태”라며 “다른 물고기들도 이런 방식으로 교체할 것으로 예상한다”고 논문에 적었다.

범노래미의 치아구조는 다른 경골어류와 비슷하다. 대부분의 물고기가 비슷한 방식으로 이를 교체할 가능성이 제기된다. 존 크로프츠, 미해양대기관리청(NOAA) 제공.

물론 교체주기는 부위마다 달랐다. 바늘처럼 날카로워 쉽게 부러지는 앞턱의 이는 며칠 만에 교체됐지만 원추형의 강건한 이는 이보다 여러 배 오랜 기간 버텼다.

그러나 이를 많이 쓴다고 더 자주 교체하지는 않는 것으로 드러났다. 먹이를 준 물고기와 굶긴 물고기가 이 교체주기에선 차이가 없었다. 이가 망가졌다고 교체가 이뤄지는 게 아니라 유전적으로 정해진 속도로 교체가 일어난다는 것이다.

그렇다면 단단하고 만들기도 쉽지 않은 이를 왜 이렇게 낭비하는 걸까. 연구자들은 “바닷물 속에 칼슘 성분이 풍부한 해양환경에서 이런 통념은 적용되지 않는다”고 논문에 적었다.

인용 논문: Proceedings of the Royal Society B, DOI: 10.1098/rspb.2021.1436

조홍섭 기자 [e-mail]