일본산업뉴스요약

수중 속 DNA로 생태계 조사
바다와 강 분석, 물고기의 분포∙자원량 조사

▶환경 DNA: 바다와 강하 등의 물, 토양과 같은 환경 속에 포함된 생물의 DNA. 동물의 경우 배설물과 타액, 점액 등에 혼합되어 배출된다. 프랑스 등의 연구팀이 2008년, 호수와 습지가 황소개구리가 있는지 여부를 환경 DNA로 판별할 수 있다고 발표해 연구가 추진되었다.
생태계와 생물에 부담을 가하지 않고 조사하는 방법으로 주목 받고 있는 환경 DNA는 현장에서 포획하는 조사법보다도 단기간에 높은 정밀도로 분석할 수 있는 방법이다. 생물의 종류뿐만 아니라, DNA의 양에서 개체 수를 추정하는 연구도 추진. 멸종 위기의 희귀 동물 등의 생태계 조사에 보급되기 시작하고 있다.

국립 환경연구소는 멸종 위기의 일본뱀장어의 생체 수와 분포 등을 하천에 남겨진 ‘환경 DNA’를 바탕으로 파악하는 조사를 시작했다. 류코쿠(龍谷)대학과 홋카이도대학은 각각 해수에 떠있는 DNA를 통해 전갱이 및 연어와 같은 물고기 종류와 자원량을 특정하는 기술을 개발했다. 포획하는 것보다도 간단히 조사 대상의 물고기의 분포를 알 수 있어 어획량 예측 및 자원 보호에 도움이 되기 때문에 어업과 농업에 활용하려는 연구가 추진되고 있다.

-- 포획보다 단기간에 높은 정밀도로 조사 가능 --
국립환경연구소의 가메야마(龜山) 주임연구원팀은 일본뱀장어를 대상으로 세토우치(瀨戶內) 지방의 복수의 하천에서 올 3월까지 조사했다. 추출한 하천 물을 분석해 뱀장어의 분포와 양을 추정. 뱀장어가 어떤 환경의 하천을 좋아하는지를 조사했다.

남태평양에서 태어나는 일본뱀장어의 치어(稚魚)인 시라스장어는 일본에 오면 하천을 거슬러 올라 정착, 성어가 될 때까지 산다. 하굿둑이나 댐은 거슬러 오르는데 걸림돌이 된다. 연구팀은 이러한 환경의 영향 및 효과를 조사해 하천 정비 계획을 지원한다.

일본뱀장어는 일본에서 약 2,000km 떨어진 마리아나 해구에서 산란하는 것이 발견되었지만, 자세한 생태에 대해서는 알려져 있지 않다. 최근 포획량이 줄어 가격이 급등하고 있다. 일본뱀장어는 완전 양식이 어려워 양식에서는 시라스 장어를 잡아 성어가 될 때까지 키우고 있다. 환경 DNA 조사로 많이 서식하는 장소 등을 알 수 있다면 그 생계가 명확해질 뿐만 아니라 양식에도 도움이 될 것이다.

도호쿠(東北)대학의 곤도(近藤) 교수(3월까지 류코쿠 대학 교수) 연구팀은 교토대학 등과 함께 연안에 서식하는 물고기를 조사하고 있다. 연구팀은 현재 전국 500개 곳의 해수를 분석 중으로 올해 안에 결과를 정리할 것이다. 이 결과로 해역 별 물고기 종류 및 수의 분포를 추정할 수 있다.

연구팀은 교토부(京都府)의 마이즈루(舞鶴) 만(灣)에서 전갱이를 조사했다. 표면에 가까운 층이나 중간 층, 해저 부근의 해수에서 만 전체의 자원량을 예측한 결과, 어군 탐지기를 사용한 추정량과 거의 일치했다. 앞으로는 정기적으로 만의 해수를 추출해 계절에 따른 자원량 변화 예측을 목표로 한다.

자원량에 대한 조사는 활발히 추진되고 있다. 홋카이도대학의 아라키(荒木) 교수팀은 연어의 회유 루트인 북미 베링 해의 해수에서 일본 근해에서 잡히는 은연어와 북미에 많이 사는 홍연어 등의 종류를 판별할 수 있게 되었다.

토양의 환경 DNA를 농업에 이용하는 연구도 추진되고 있다. 리쓰메이칸(立命館)대학의 구보(久保) 교수 연구팀은 흙 속의 미생물 종류와 그 수를 조사해 토양의 비옥도를 측정하는 연구를 추진한다.

연구팀은 1,000평방미터의 농지 5곳에서 각각 1g씩 흙을 채취해 DNA를 분석한다. 토양에는 1g당 6억 마리 이상의 미생물이 있고, 미생물이 많을수록 토양이 비옥해 농지에 적합하다고 한다.

구보 교수는 연간 약 1,000건의 시료를 각지의 농가에서 수집해 분석, 토양 만들기 지도에 도움을 주고 있다. 예를 들어 미생물이 적은 농지에는 미생물의 먹이가 되는 물질을 제공하거나 미생물을 잘 자라지 못하게 하는 오염 물질을 제거하는 등을 통해 개량할 수 있도록 도와주는 것이다.

이러한 연구가 활발해지면서 4월에 환경DNA 학회가 설립될 예정이다. 앞으로는 환경DNA에 관한 연구 및 기술 개발뿐만 아니라, 사회에서 실제로 이용하기 위한 기술 지도 및 희소 생물의 서식 정보의 악용 방지 등도 검토할 방침이다. 학회장에 취임할 예정인 곤도 교수는 “물고기 이외의 연구에서도 서로 협력해 환경DNA 기술과 용도를 확대해나가고 싶다”라고 말한다.

▶ 환경 DNA의 주요 응용 사례
- 희소 생물 보호: 멸종 위기군 및 외래어의 생태계 조사
- 수산 자원 관리: 하천 및 바다에서의 자원량 조사
- 농업으로의 응용: 미생물을 이용한 토양 만들기

 -- 끝 --