민물 뱀장어에 이식한 센서 (Archival tags)

전에 보니 국내나 일본 바다나 강에서 성장한 민물 뱀장어가 필리핀 마리아나 해구까지 약 3,000 km를 헤엄쳐 이동한다는 연구 결과가

나왔었다.  그런데 해구에 모인 민물 뱀장어들이 산란 활동을 하고 거기서 생을 마감한다고 한다.  알에서 깨어 난 새끼 실장어는

같은 거리를 헤엄쳐 와서 강을 올라가 성체로 자란다고 한다[한겨레 신문 참조 1].  이러한 해양 생태 연구를 통해서 밝혀낸 한 

개체의 신비한 일생(역사?)은 신기했고 경외감까지 들었다.  오랜 세월 동안 추측만 했었지 민물 뱀장어가 알을 낳는 지 새끼를 낳는 지 

확실하게 단정지울 수 없었기 때문이다.  근해나 강에서 잡히는 뱀장어가 알을 갖고 있는 경우가 없었으므로...

최근 심해 연구(Deep sea research)란 학술지에 실린 논문을 보면 유럽 뱀장어의 개체 감소를 우려한 EU 정부 지원으로 연구자들이, 

생선 몸에 이식하고 나중에 회수가 가능한 센서 및 발신 장치를 뱀장어 생태 연구에 사용했다 [심해 연구 참조 2].  

이런 소형화된 이식 장치를 그냥 tag라고 부르는 데, 자료 센싱 및 저장 기능과 원거리 통신 장치가 갖추어진 

미세전자회로 (microelectronics) 기기로 보인다.  또한, tag가 뱀장어 몸 속에서 빠지면 해수면으로 부상하여 그 위치나 

내장된 자료를 전세계 대양에 분포하고 있는 해양 센싱 플랫폼으로 발신하게 되어 있다. 이 플랫폼은 ARGO라고 불린다 

(나중에 정리). 

어류 몸통에 이식 가능한 센서 및 발신 장치 3.1 cm x 0.8 cm.  온도 센서와 수심 

센서가 내장되어 있고, 회수가 가능하도록 원거리 통신 모듈도 작동할 수 있게 

되어 있다. 배터리는 모델에 따라 10개월 ~ 2년정도 작동한다 (아래 센서 스펙 참조). 

사진 훔쳐온 곳: Cefas technology LTD. 

부이(빨간색)를 달아서 센서가 민물 뱀장어 밖으로 나오면 수면으로 뜨게 되어 있음.  

사진 출처: Deepsea Research 논문, Wahlberg et al.

3,560개의 ARGO 해양 센싱 플랫폼이 분포하고 있는 지점. 

사진 출처: http://www.argo.ucsd.edu/index.html

EU 연구자들은 이 tag가 이식된 민물 뱀장어 150여 마리를 유럽의 뱀장어 서식지인 프랑스, 아일랜드 등에서 풀어 놓고 한달 내지 

1년 정도를 기다리자 많지는 않지만 수면 위로 뜬 약 35개 정도 tag로 부터 자료를 회수할 있었고...  그 중 포식자에게 먹혔다가 

자료가 회수된 8개의 tag에 담겨진 기록을 보자 놀라운 사실들이 밝혀졌다.

8개 중 3개의 tag에선 갑작스런 온도 변화와 빠르게 상승하고 다시 다이빙함에 따른 수심의 변화 등 독특한 패턴이 밝혀졌다.  

이런 패턴은 일찌기 낮에는 포식자를 피해 심해에서 이동하고, 밤에는 수면 가까이에서 이동한다는 이전 발표[한겨레 신문 참조 1]와 

사뭇 다른 패턴이었다.  좀 더 자세히 말하자면 회수된 자료를 보니 주위 온도가 10도에서 36도까지 올라갔고

300~1,000m 수심에 있다가 수면으로 빠른 속도로 상승하는 유영 패턴은 뱀장어가 포유류인 포식자에게 먹혔다고 밖에 해석할 

수 없었다고 한다.  잡아 먹힌 수심이 600m 보다 깊었고 온도와 수심 변화 패턴을 잘 따져 보면 이빨이 있는 고래일 

가능성이 크다고 한다. 

나머지 5개의 tag은 대륙 근처 앝은 바다에서 수면이나 바닥에 사는 포식자 어류에게 먹힌 것으로 추정하고 있다.

이동 중 잡혀 먹힌 뱀장어가 소화된 후 이식되었던 tag는 결국 포식자 몸 밖으로 배설되어 내장된 자료가 회수될 수 있었을 것이다.  

한 연구자는 이런 드문 과정을 겪은 몇개의 tag으로부터 성공적으로 자료를 회수한 덕분에 뱀장어가 이동 중 고래 등 포유 동물에게 

잡아 먹힌다는 것을 알게 되었다고 한다 (제1저자가 보낸 메일에서 강조한 부분).  더욱 재미있는 사실은 연구 대상이었던 뱀장어의 

자료 뿐만 아니라, 포식자인 고래의 먹이 활동이나 유영 활동 등의 패턴까지 센서들이 제공했다는 점이다 (나중에 정리).  즉, 

먹이를 찾기 위한 심해 잠수 패턴와 호흡 및 휴식을 위한 수면으로의 상승 패턴, 그리고 두 패턴의 주기 등을 체온과 수심 자료를 통해 

계산해 낼 수 있었다고 한다.  직접적인 연구 대상이 아니라 그 먹이에 센서를 심어 놓고 나중에 획득한 자료를 해석하는 데 제약이 

매우 많겠지만, 일부러 고래를 산채로 잡아서 센서 이식하고 나중에 회수하기 위해 또 잡을 필요가 없다는 면에서는 바람직하게 보인다.  

침조 자료: 

1. [한겨레 신문]     (1) 심해 여행 뱀장어 맛있는 고래 밥  

  (2) 민물장어의 심해여행, 사랑과 죽음을 위해  

  (3) 장정 셋이 못당한 `뱀장어 꼬리의 힘'  

2. [심해 연구]         Deep-Sea Research I, 볼륨 번호 86, 페이지 32–38, 2014

Wahlberg et al 2014 Tag Eel Whale.pdf

센서 스펙

Specification	Cefas G5 Standard  1 MB / 2 MB	Cefas G5 Long Life  1 MB / 2 MB
Diameter	8 mm	11.5 mm
Length	31 mm	35.5 mm
Weight in Air	2.7 g	5.7 g
Weight in Water	1.3 g	2.25 g
Depths Sensors 1	100, 200, 500, 1000, 2000m
Absolute Max Depth	1.5x pressure sensor rating
Operating Temperature	-2°C to 40°C
Absolute Temp Range	-10°C to 70°C
Maximum number of readings at 8 bit resolution	1.036M / 2.031M
Battery Life 2	10 months	24 months
Multiple 30 day memory fill	3	10
Rate of logging	Up to 1 hour at 1 second resolution Up to 18 hours at 1 minute resolution
Optional Dive Logging / Water Switch	10 Hz; 7Hz; 5 Hz; 4 Hz; 2 Hz, 1Hz

Wahlberg et al 2014 Tag Eel Whale.pdf

1.62MB