요세미티 두꺼비 저승사자는 바로 두꺼비 집에 있었다!

 

by 홀리 오버Holly Ober, 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스University of California, Los Angeles

굴 속의 요세미티 두꺼비. 사진 제공: NPS/사라 가벨

 

UCLA 생물학자들이 멸종 위기에 처한 요세미티 두꺼비Yosemite toads를 공격하는 조용한 살인자 은신처를 발견했다.

바로 두꺼비 굴이다.

전 세계 양서류 개체수를 급감시키는 바트라코키트리움 덴드로바티디스Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) 곰팡이는 오랫동안 두꺼비 피부에 서식하며 물속에 있을 때 피부를 통해 감염한다고 알았다.

그러나 연구진은 겨울잠에서 깨어난 건강한 두꺼비에서도 높은 감염률을 발견했는데, 이는 곰팡이가 시에라 네바다의 혹독한 겨울 동안 땅속에서 증식함을 시사한다.

이 발견은 요세미티에서 진행되는 사육 및 재도입 프로그램 기초 자료가 되었다.

"요세미티 두꺼비에 대한 Bd 감염 감시 연구 결과는 완전히 예상치 못한 일"이라고 기능생태학(Functional Ecology)에 발표된 논문 제1저자인 UCLA 생태학자 데이브 다베르사Dave Daversa는 말했다.

"Bd는 주로 수생 병원균이지만, 우리는 주요 감염 발생이 겨울잠을 자는 동안 육지에서 확산한다는 사실을 발견했습니다. 이 발견은 Bd 감염의 고위험 시기에 대한 기존 통념과 극명하게 대조합니다. 기존에는 양서류가 물에서 번식하는 시기가 고위험 시기라고 생각했습니다. 우리의 연구 결과는 이러한 예상을 완전히 뒤집습니다."

요세미티 두꺼비Yosemite toad (Anaxyrus canorus)는 거의 전적으로 요세미티 국립공원과 세쿼이아 및 킹스 캐니언 국립공원Yosemite and in Sequoia and Kings Canyon national parks에 서식한다.

몸길이는 약 2.5~7.6cm(1~3인치)에 불과하며, 깡충깡충 뛰기보다는 걸어 다닌다.

암컷은 수컷보다 크고 울퉁불퉁한 피부에 다양한 녹색 반점이 매력적으로 나타나는 반면, 수컷은 덜 화려하다.

이 두꺼비들은 작은 웅덩이에서 번식하지만, 대부분 시간을 버려진 설치류 굴에서 포식자를 피해 숨어 지내며 (말 그대로) 추위를 즐긴다. 시에라 네바다 산맥 고지대High Sierra 혹독한 겨울을 이 굴에서 동면하며 견뎌낸다. 

UCLA 생태학자 데이브 다베르사가 요세미티에서 현장 연구를 진행하고 있다. 사진 제공: 데이브 다베르사

 

하지만 기후 변화로 식지가 점점 더 건조해지고 더워지면서, 올챙이가 성체로 자라는 비율이 줄어든다.

치명적인 질병인 Bd 감염이 널리 퍼지고 있다.

그 결과, 요세미티 두꺼비는 2014년 미국 멸종위기종법Endangered Species Act에 따라 멸종위기종으로 지정되었고, 캘리포니아 주에서는 최우선 보호종highest-priority species of special concern으로 지정되었다.

샌프란시스코 동물원에서 두꺼비를 사육해 야생으로 돌려보내 개체 수를 복원하려는 노력이 진행되었지만, Bd가 이러한 노력에 어떤 어려움을 초래할지는 알려지지 않았다.

2021년부터 2023년까지 UCLA와 요세미티 국립공원 연구팀은 두꺼비의 Bd 유병률과 심각도가 계절과 생애 주기별로 어떻게 다른지 조사하고, 두꺼비들이 동면에 들어가기 전후를 비교했다.

연구팀은 티오가 패스Tioga Pass 인근 고지대에서 변태를 마친 어린 두꺼비를 포획해 5월 동면에서 깨어난 직후, 여름, 그리고 9월 동면 전에 피부 샘플을 채취했다.

다음 해 봄, 눈이 녹기 시작할 무렵 다시 해당 지역으로 돌아와 동면에서 깨어난 동일한 두꺼비들을 대상으로 샘플을 채취했다.

이와 병행해 모든 생애 주기 단계 두꺼비를 대상으로 3년 동안 6개 지역에서 총 1,800개 샘플을 채취했다.

채취한 샘플은 코로나19 검사에 사용되는 것과 유사한 PCR 검사를 포함한 기존 기법을 사용하여 Bd 감염 여부를 검사했다.

"코로나19 팬데믹 덕분에 등산로에서 만나는 사람들에게 두꺼비에서 샘플을 채취하는 작업을 더 쉽게 설명할 수 있었어요." 데이브 데버사는 말했다.

요세미티 두꺼비 조사지점과 조사방식

 

충격적인 발견

이번 연구 결과는 특히 변태를 거친 두꺼비에서 겨울철 땅속 휴면기가 Bd균이 급속도로 증식하는 핵심 시기임을 명확히 밝혀냈다.

이 발견은 충격적이었다. 요세미티 두꺼비는 Bd균이 주로 물에서 퍼지는 것으로 여겨져 감염 위험이 낮다고 생각되었고, 두꺼비는 대부분 시간을 육지에서 보내기 때문이다.

두꺼비는 주로 수생 생활을 하는 짝짓기 시기에만 균에 감염된다고 여겨졌다.

그러나 새로운 데이터는 두꺼비가 육지에서도 심각한 감염을 일으킬 수 있음을 분명히 보여주었다.


Bd는 온화한 환경에서 가장 잘 자라는 것으로 알려져 있었기에, 혹독한 겨울에도 번성한다는 사실은 과학자들이 알고 있던 모든 것을 뒤집는 발견이었다.

UCLA 보존 생물학자이자 공동 저자인 브래드 섀퍼Brad Shaffer는 "Bd 곰팡이가 개체 간 전염 능력이 있는 것이 분명해 보인다"고 말했다. "극저온에서 육지에서 개체 수를 늘릴 수 있다는 것은 정말 놀라운 일입니다."

연구진은 두꺼비가 굴에서 새로운 감염에 걸리는지 확실히 알지 못한다.

아주 경미하고 감지할 수 없는 감염 상태로 땅속으로 들어가다가 어떤 이유로든 개체마다 곰팡이가 심하게 증식할 가능성도 있다. 동면 중인 굴은 눈에 파묻혀 있어 연구하기가 어렵다.

UCLA 야생동물 질병 생태학자이자 공동 저자인 제이미 로이드-스미스Jamie Lloyd-Smith는 "계절 변화가 심한 숙주 개체군에서 병원균이 어떻게 살아남는지는 우리가 연구하는 수수께끼 중 하나"라고 말했다.

"이 곰팡이는 지상 온도든 굴 내부 온도든 그렇게 낮은 온도에서는 잘 자라지 않습니다. 우리는 면역 체계에 문제가 있을 수 있다고 추측합니다. 동물의 면역 상태가 곰팡이의 생장 능력보다 더 낮아지는 것일 수도 있습니다."

연구진은 후속 연구를 통해 해답을 찾기를 기대하지만, 이번 연구는 사육된 두꺼비 재도입 전략을 바꾸어 놓았다.

두꺼비 재도입은 변태 단계 또는 그보다 어린 시기에 시행하면 비용과 효율성이 더 높겠지만, 현재 관리자들은 두꺼비가 몇 년 성장한 후, 즉 겨울철 Bd 감염 위험이 낮아진 후에야 방사한다.

 

Publication details
David R. Daversa et al, Fungal Batrachochytrium dendrobatidis infections proliferate during amphibian terrestrial dormancy, Functional Ecology (2026). DOI: 10.1111/1365-2435.70444 

Journal information: Functional Ecology