By SARA HARRISON, WIRED US

1991년, 워싱턴주 보건부(Washington State Department of Health)의 바이오톡신 코디네이터인 프랭크 콕스(Frank Cox)는 맛조개를 캐러 갔다. 그는 짐을 싸서 조개류를 국립 연구소로 보내어 그 해안에 나타나는 유일한 해양 독소인 마비성 조개 독소가 있는지 확인했다.

그 실험실에서 조개껍질을 갈고 그 조직을 용매와 섞었다. 그리고 나서, 그들은 그 당시에 흔한 실험 기술인 슬러리를 쥐에게 주입했다. 하지만 쥐들은 뭔가 특이한 것을 하기 시작했다. 쥐들은 숨을 헐떡이거나 죽거나 하는 일반적인 마비 조개 중독 증세 대신에 귀 뒤를 긁기 시작했다. 그 증상은 겉보기에는 무해하지만, 충격적인 새로운 독성 위협을 드러냈다. 도모이산(Domoic acid)이 서해안에 도착한 것이다.

도모이산은 플랑크톤성 원자가나 단세포 조류인 거짓니츠키아(Pseudo-nitzschia)에서 자연적으로 발생하는 치명적인 신경독이다. 그 해조류가 홍합, 조개, 그리고 덩굴게와 같은 다른 해양 동물들에 의해 먹힐 때, 산은 그들의 소화관과 내부 장기에 축적된다. 그리고 사람들이 이 맛있는 해양식품을 섭취할  때, 도모이산은 두통, 위경련, 메스꺼움, 그리고 설사를 야기시켜 사람들을 아프게 할 수 있다. 더 심각한 경우에는, 환자들도 발작, 혼수, 그리고 심지어 단기 기억력 상실을 경험할 수 있는데, 이 질병이 간혹 조개류 중독이라고도 불리는 이유이다. 1987년 세계 최초로 도모이산 중독이 발생한 후, 세 명이 사망했다.

그래서 주 관리들이 워싱턴의 실험실에 있는 쥐들에게서 무슨 일이 일어났는지 발견했을 때, 그들은 재빨리 주 전체의 해안선을 폐쇄했다. 고속도로의 전자 표지판은 방문객들에게 떠들지 말라고 경고했고, 워싱턴 어류야생부는 해변을 순찰하기 위해 무장한 경찰관들을 보냈다. 태평양 북서부의 해로운 녹조를 연구하는 국립해양대기청의 해양학자인 베라 트레이너(Vera Trainer)는 "대중들은 도대체 무슨 일이 일어나고 있는지 몰랐다"고 말한다.

그녀는 그 당시 조개 채취와 수입에 의존하는 많은 토착 부족들이 포함된 해안 공동체 구성원들로부터 엄청난 의심과 분노가 있었다고 말한다. "사람들은 '아, 정부는 우리가 재미 보는 것을 원하지 않기 때문에 이런 말을 하는 것이다. 그들은 우리가 우리에게 기인한 것을 모으는 것을 원하지 않는다.'라고 말했다."라고 트레이너가 말했다.

그 이후, 도모이산을 만들어내는 독성 녹조로인한 주 해변의 폐쇄를 계속 강요해왔다. 1998년-1999년에 한번 그리고 2002-2003년에 다시 한번, 해변들은 조개철 내내 문을 닫았다. 이번 달 기후 프론티어지(Frontiers in Climate)에 실린 논문에서, 트레이너와 그녀의 동료들은 기후 변화가 이 사건 발생의 빈도와 심각성에 영향을 줄 수 있다는 것을 발견했다. 그들은 2013년부터 2015년까지 지속된 폭염으로 인해 대증식이 흔해졌다고 했다. 그러나 이 논문은 해결책 또한 설명하고 있는데 과학자들과 해안 공동체 구성원들이 현재 만년 독 대증식을 감시하고 관리하는 데 기여할 수 있는 독특한 협력 관계가 답이었다.

"모든 사람이 원하는 완벽하고 멋진 대답은 아닐 것이다."라고 트레이너가 말한다. 그녀는 과학자들이 그 대증식을 끝낼 방법을 찾지 못했고, 증식이 결코 사라지지 않을 수도 있다는 것을 인정한다. 그러나 그녀는 다른 종류의 진전이 있었다고 말한다. "우리는 이것들과 함께 사는 것을 배우는 데 훨씬 더 능숙해지고 있다."라고 그녀는 말한다. "그렇다. 더 많은 곳에서 발견되고 있다. 그들은 더 강력하다. 우리는 기후 변화를 통제할 필요가 있지만 그 동안, 해안가에 있는 사람들과 함께 이러한 시스템을 개발하여 아직 안전한 조개류에 접근할 수 있도록 도울 수 있다."
 
거짓니츠키아는 전 세계의 바다에서 발견되지만, 북부 캘리포니아에서 워싱턴에 이르는 서부 해안 주변 지역은 특히 대증식에 적합하다. 바다의 바닥과 해안선의 지형은 물이 소용돌이치는 보존 지역을 만들어내고, 거짓니츠키아와 같은 모든 종류의 식물성 플랑크톤과 해조류를 풍부한 영양분과 햇빛이 있는 표면으로 끌어올려 성장을 돕는다. 트레이너는 이것을 "작은 바다 항아리"라고 묘사한다.

2013년에 시작된 다년간의 폭염 덕분에, 많은 "항아리"들이 해안가 위아래로 씨앗을 뿌렸다.

따뜻한 물은 해조류가 번성할 수 있는 완벽한 환경을 제공한다. 그리고 이러한 조류와 해조류의 독성 부산물들이 바다의 나머지 부분에 의해 씻겨져 희석되는 것을 막기 때문에, 이 항아리들은 훨씬 더 크고 해로운 대증식으로 번질 수 있다.

지구 온난화는 상황을 더 악화시키고 있다. 기후 변화가 해양의 온도를 높이면서, 독성 조류는 더 먼 북쪽의 새로운 지역으로 이동하고 있다. 그리고 더욱 뜨거운 행성이 따뜻한 지표수를 가진 엘니뇨 기후 패턴을 만들면서, 과학자들은 더 자주 유독성 대증식이 일어날 것으로 예상하고 있다. 워싱턴 대학의 해양학자인 라이언 맥케이브(Ryan McCabe)는 이 "항아리"가 대증식을 더 자주 또는 더 독하게 만드는지 확실히 말하기는 너무 이르지만, 바다가 계속 따뜻해지면 더 자주 일어날 것으로 기대한다고 말한다. 그는 "지난 5년 동안 극도의 유독성 사건들이 골고루 발생해온 워싱턴 해안에서 이런 일이 분명히 일어나고 있는 것 같다"고 말한다.

그것은 특히 어패류 수확에 의존하는 퀴놀트 인디언 국가(Quinault Indian Nation), 퀼리트 민족(Quileute Nation), 마카 부족(Makah Tribe)과 같은 지역 부족 사회에 영향을 미쳤다. 이 주의 조개잡이 어업만으로도 이 부족들에게 100만 달러의 수익을 올릴 수 있고 조개와 관련된 관광업자는 2800만 달러를 더 벌 수 있다. 많은 부족 구성원들 또한 생계 수단으로 조개를 파는데, 조개를 그들의 전통과 문화의 필수적인 부분으로 본다. 두 단체의 대표들은 논평 요청에 답하지 않았지만, 퀼류트 국가의 웹사이트는 부족 구성원들이 조개와 게를 수확할 수 없다고 명시한다. 그들은 특정한 땅에서 그렇게 하기 위한 조약만 가지고 있다. "태평양 해안 전체를 어업할 수 있는 비조약 어부와는 달리, 조약 부족은 장소에 기반을 두고 있다. 그들은 지정된 지역 내에서만 조약을 어업할 수 있다"고 이 보고서는 명시하고 있다.

NOAA, 워싱턴 대학교, 보건부와 어류 및 야생동물부와 같은 주 기관의 과학자들은 물의 독소 수위에 대해 더 많이 알아야 하고, 해안 지역사회는 안전한 해산물에 접근할 필요가 있었다. 1999년, 그들은 함께 일하기 시작했고, 올림픽 지역 유해한 조류 대증식 파트너십(Olympic Region Harmful Algal Blooms Partnership)을 만들었다. 이 협회를 통해 과학자들은 부족 구성원들에게 물 샘플을 채취하고 독소를 분석하도록 훈련시켰다. 이러한 검사 결과는 샘플을 시애틀의 연구소로 보낼 때까지 3, 4일을 기다려야 하는 대신 독소 수치가 얼마나 높은지를 즉시 확인할 수 있다. 이것은 어부들이 해산물을 수확하는 것이 안전한지 여부를 알 수 있게 해 주는 한편, 주 공무원들이 독소 수치를 주시하고, 긴급 해변 폐쇄를 피하고, 위험해지기 시작할 때 사람들에게 경고를 해 준다.

오늘날, 원래 NOAA의 연방 보조금으로 시작된 이 프로그램은 어업 면허에 대한 작은 주 세금에 의해 자금이 지원된다. 각 참가 부족과 인도 국가는 매주 또는 격주로 샘플을 채취하는 자체 기술자를 가지고 있다. 니스킨(Niskin) 병으로 물 샘플을 채취할 수 있고 식물성 플랑크톤 그물로 기술자들은 해변과 해안 근처의 물에서 수천 개의 단세포 조류들을 퍼올려 샘플들을 근처에 설치된 실험실로 가져간다. 그런 다음 기술자들은 현미경을 사용하여 운반체를 검사한다. "어려운 부분은 식물성 플랑크톤을 식별하는 것과 위험한 것을 식별하는 것이다."라고 이 샘플을 채취하고 분석하도록 기술자들을 훈련시키는 워싱턴 대학의 연구 분석가인 안토니 오델(Anthony Oddell)은 말한다.

워싱턴 해안을 따라 수천 종류의 식물성 플랑크톤이 있으며, 대부분은 인간에게 무해하다. 그러나 기술자들이 주목하고 있는 두 가지 원인은 물론 거짓니츠키아와 패혈성 조개 독소를 생산하는 알렉산드리움속 종들이다(파트너십은 다른 독소에 대한 자체 분석을 할 수 있는 도구를 가지고 있지 않기 때문에, 기술자들은 검사를 위해 샘플을 워싱턴주 보건 서비스(Washington State Department of Health)에도 보낸다).

해조류를 보는 것만으로는 독극물 사건이 진행 중인지 알 수 있는 충분한 자료를 얻을 수 없다. 때때로 그러한 위험한 다이너마스는 존재하지만 해산물에게 영향을 미칠 수 있는 독소를 생산하지 않는다. 그래서 기술자들이 충분히 많은 수의 독성 다이오드를 발견하면, 그들은 얼마나 많은 독소가 존재하는지 탐지하는 효소 연계 면역흡수제 분석(Elisa)이라고 불리는 분석을 실행한다. 그들은 그 숫자들을 워싱턴 대학의 연구원들에게 보고한다.

이 데이터는 해양 더 먼 곳에서 조류를 수집하는 국립해양조사원 및 대학의 연구원의 샘플링 정보와 결합되며, 때로는 외부 우주에서 대의 모습을 볼 수 있다. 독성 사건의 위험이 어느 정도인지 계산하기 위해서이다. 이 정보는 어업 관리자들이 읽기 쉬운 색 부호화 시스템을 사용하여 특정 지역의 독소 수준이 어느 정도인지를 보여주는 주간 회보에 실린다.

"조건들이 끊임없이 변화하기 때문에 정말 어려운 문제이다."라고 이 게시판을 만드는 것을 도왔던 맥케이브는 말한다. "독소를 생산하는 종이 항상 독소를 생산하지는 않는다. 이런 것들을 만드는 데는 많은 불확실성이 있기 때문에 우리가 계속해서 게시판을 만들고 예측을 하면서 많은 것을 배우고 있다고 생각한다."

맥케이브는 이러한 예측을 퍼즐을 맞추는 것과 비교한다. 바다, 온도, 해조류에 대한 각각의 데이터는 퍼즐 조각으로, 완벽한 그림을 제공하기 위해 다른 조각들과 함께 맞춰져야 한다. 파트너십을 통해 예측이 얼마나 정확한지에 대한 의미 있는 데이터를 얻을 수 있을 만큼 충분한 공지가 만들어지지 않았지만, 맥케이브는 비공식적으로 자신의 기록을 유지하고 있다. 적절한 데이터 조합으로 그는 "예측과 상당히 밀접한 관계를 유지하고 있다."라고 말한다.

산타 바바라 캘리포니아 대학의 기후 위험 센터 책임자인 크리스 펑크(Chris Funk)는 기후 위험에 대한 조기 경고를 하기 위해 많은 다양한 분야와 파트너들의 데이터를 통합한 이와 같은 협력이 지구 온난화의 영향에 반응하는데 필수적일 것이라고 말한다. "희망은 우리가 반응하는 것이 아니라 능동적으로 행동할 수 있다는 것이다."라고 그는 말한다. "우리는 기후 변화가 일어날 것이라고 단지 멈춰 서서 생각할 필요는 없다. 우리는 나가서 그것이 무엇을 하고 있는지 이해하려고 노력할 수 있고, 그러한 영향을 완화시킬 수 있다."

트레이너는 이 파트너쉽이 해조류와 싸우는 다른 지역사회의 모델이 될 수 있기를 바란다. 다른 종류의 독성 조류들이 더 많은 대증식을 하고 있는 알래스카에서 또 다른 집단이 이미 형성되고 있다. 그리고 그녀는 과학자들이 해조류를 죽이는 박테리아를 만들어내는 바다 풀을 심는 것과 같은 자연적인 메커니즘을 이용하여 이 대증식을 완전히 제거할 수 있는 방법을 찾을 수 있다는 희망을 완전히 포기하지 않았다. 하지만 그 해결책들은 멀리 있다. 한편, 트레이너는 이와 같은 협력 관계는 지구 온난화의 예상치 못한 결과 중 하나를 지역사회에 처리할 수 있는 도구를 제공할 수 있다고 말한다. "과학에 대한 호기심은 인류에게 도움이 될 것이다."라고 그녀는 말한다. "나는 이것이 그것에 대한 정말 좋은 뉴스 중 하나라고 생각한다."


** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 배효린 에디터)

<기사원문>
A unique alliance could help warn us of toxic algae