오염된 땅 체르노빌에서의 생존 - 돌연변이, 변한 풍경, 생존 적응?

"파-파-파-파-파!" 한밤중, 버려지고 방사능에 오염된 체르노빌 풍경의 어둠 속에서 나는 소리.

과학자 파블로 부라코는 세계 최악의 원자력 재난 중심에 위치한 발전소 폐허 근처의

나무 사이를 조용히 걸었다.

1986년 대형 원자로 폭발 이후, 주변 지역은 수 마일에 걸쳐 대피되어

부라코가 지나가는 곳에는 거의 사람이 가지 않았습니다.

본문 이해를 돕기 위해 AI로 제작한 자료 이미지.

 

헤드 토치만이 땅을 비추는 가운데, 부라코는 밤 소음의 근원지인

작은 수컷 나무개구리에게 다가갔다.

그 개구리는 짝을 급하게 부르고 있었다.

손을 휘둘러 작은 나무 위에 앉아 있던 길이 5cm 양서류를 집어 들었다.

 

2016년이었어요. 부라코는 스페인 국립연구위원회 산하 공공 연구소인

도냐나 생물학 연구소의 진화생물학자로, 이 문제의 지역으로 첫 현장 조사를 하고 있었다.

 

이제 손가락 사이에 안전하게 갇힌 생물을 들여다보며,

버라코는 같은 종의 다른 개구리들과는 달리 약간 어두운 색을 띠고 있음을 즉시 알아차렸다.

"정말 흥미진진했어요," 그는 그 순간을 회상하며 말한다.

이 개구리는 체르노빌 폭발 이후 많은 이들이 궁금해했던 질문을 제기했습니다.

피해를 입은 발전소의 방사능이 그 근처에 사는 생물들을 변화시켰는가?

그게 바로 버라코가 알아내고 싶었던 거야.

 

체르노빌 4호 원자로가 1986년 4월 26일 폭발해 방사성 물질이 퍼진 지 이제 40년이 지났다.

바람은 결국 방사성 먼지를 영국, 노르웨이, 심지어 북아프리카 일부까지 운반했다.

하지만 우크라이나 북부의 발전소 주변 경관이 가장 심한 노출을 받았다.

강한 방사능 핫스팟은 오늘날에도 여전히 존재합니다.

 

많은 이들이 이러한 방사능 오염이 인근 동식물에 치명적인 영향을 미칠 것을 우려했습니다.

주변 지역의 거의 모든 인간들이 즉시 떠났다. 이 생명체들은 그럴 수 없었다.

재난 이후 40년이 지난 지금, 폐허가 된 발전소 주변에 설치된 폭 60km 출입금지구역 내에서

많은 종들이 꽤 행복하게 살아가고 있음이 분명해졌습니다.

하지만 그렇다고 해서 이곳의 자연이 변하지 않았다는 뜻은 아닙니다 – 때로는 더 나빠졌죠.

 

수년간 연구자들은 이상하고 뒤틀린 나무들, 종양에 시달리는 제비들,

심지어 원자로 건물의 방사능 잔해 안에 사는 으스스한 검은 곰팡이까지 기록해 왔습니다.

일부 생물들은 오염에 더 잘 적응했을 수도 있지만,

이 생각은 증명하기 매우 어렵고 여전히 뜨거운 논쟁거리입니다.

최근 연구자들은 이 손상된 지형에서 일부 동물들이 번성했을 수 있는

다른 이유들을 강조했습니다.

유전적 돌연변이

부라코와 동료들은 수년간 체르노빌과 인근 지역을 여러 차례 방문해

총 250마리 이상의 나무개구리를 샘플링했습니다.

2022년에는 배제 구역 내 개구리가 평균적으로 외부 개구리보다 더 어두운 색을 보인다는

데이터를 발표했습니다. 그들은 1986년 사고 직후 방사선 수치가 특히 높았던 지역에 집중했다.

 

버라코가 강조하는 그들의 가설은 여전히 가설임을 강조하는데,

일부 개구리의 어두운 색깔은 체내 멜라닌 수치가 높아 방사선 효과를 줄여주는 보호막 역할을

할 수 있고, 어두운 색의 개구리가 핵 사고 이후 더 나은 결과를 보였다는 것이다.

하지만 아직 이에 대한 확실한 증거는 없습니다.

 

사우스캐롤라이나 대학교의 생물학자 티모시 무소 연구자는 나무개구리 연구에 비판적입니다.

그는 개구리 샘플링이 배제 구역 내와 외부 개구리를 구분할 만큼 포괄적이지 않았으며,

흑화의 발생이 체르노빌 사고 현장 주변의 현재 방사능 수준과 상관관계가 없다고 주장한다.

 

부라코는 이러한 주장에 반박한다.

그는 개구리들이 서식지 면에서는

유사한 방사선 노출이 다양한 지역에서 채취되었다고 지적합니다.

또한 사고 이후 방사선 수치가 변했다고 지적한다.

 

또 다른 과학자이자 맥마스터 대학교 명예교수인 방사생물학자 카멜 마더실은

2022년 논문이 방법론 면에서 "타당하다"고 말하며,

저자들이 데이터를 해석하는 데 신중함을 보인다고 지적합니다.

 

사실, 이것은 체르노빌 야생동물을 연구하는 과학 연구자들 사이에서 수년간 끓어오른

전형적인 의견 차이의 예입니다.

어떤 생물체에서 기록된 특이한 특징이 방사선 노출에 의해

발생한다는 것을 어떻게 알 수 있을까요?

예를 들어, 중금속과 같은 환경 오염물질 때문이라는 것을 알 수 있을까요?

 

체르노빌 주변에 사는 야생견들의 유전체 유전 패턴에 관한 보고서도 비슷한 논쟁이 있습니다.

이것이 방사선 노출 때문이라는 확실한 증거는 없습니다.

연구에 따르면 체르노빌 주변 오염된 지역에 사는 은행 들쥐는

미토콘드리아(세포 내 작은 에너지 생성기)에서 비오염 지역에 사는 들쥐보다

유전적 다양성이 더 높다는 것을 보여주었습니다.

이러한 차이는 방사선 노출로 인한 돌연변이 때문일 수 있지만,

다른 요인들도 작용할 수 있습니다.

변한 풍경

마더실은 방사선에 특히 민감한 많은 소나무가 낙진에 노출된 후 죽었다고 지적한다.

몇몇 지역에서는 자작나무가 무성해져 완전히 다른 종류의 숲이 만들어졌다고 그녀는 말한다:

"나무와 야생동물로 가득하지만 사고 전과는 다르다."

그곳에 사는 동물들은 자연스럽게 변화된 환경에 다르게 반응할 것이고,

방사선 자체가 아니라 이것만으로도 동물들의 차이를 설명할 수 있습니다.

 

체르노빌 인근 야생동물에 중요한 영향을 미쳤을 수 있는 주요 변화 중 하나는

인간의 갑작스러운 철수입니다.

 

한때 사람들이 자주 찾던 지역에서는 늑대, 곰, 들소가 이제 돌아다닙니다.

사슴, 멧돼지, 엘크 개체군이 번성했습니다.

늑대 수는 주변 자연 보호구역에 비해 7배나 더 많은 것으로 추정되는데,

이는 풍부한 먹잇감 덕분일 수 있습니다.

유라시아 스라소니를 포함한 종들도

사고 훨씬 이전에 사라졌다가 다시 이 지역에 돌아왔습니다.

 

특히 불곰은 2014년 출입금지 구역 내에서 카메라 트랩에 포착되기 전까지

100년 넘게 이 지역에서 목격된 적이 없었다.

그리고 유명하게도, 1986년 재난 이후 버려진 반려동물에서 유래한 것으로 보이는

개 무리도 이 지역에 풍부하게 발견됩니다.

출입 금지 구역에 불법 진입하는 사람들을 막기 위해 고용된 경비원들이

이 떠도는 개들을 돌보는 것으로 알려져 있습니다.

생존을 위해 적응하는 것?

다른 요인들을 제쳐두고, 체르노빌 근처의 식물과 동물이 실제로 방사능에 적응하도록

진화했을 가능성은 있을까요? 이것은 가장 논란이 많은 주장 중 하나입니다.

이 생물들의 특이한 특징 중 일부는 진화적 의미에서 진정한 적응으로 설명할 수 있습니다.

즉, 그들이 물려받아 환경에서 우위를 점하는 것들입니다.

 

이런 일이 실제로 일어났다는 몇 가지 힌트가 있습니다.

예를 들어 2012년 연구에서는 체르노빌 지역에서 재배된 대두가

방사능과 중금속 스트레스에 더 잘 적응했다는 증거가 발견되었습니다.

체르노빌에 서식하는 뱅크 들쥐는 DNA 손상에 더 강한 저항력을 가진 것으로 밝혀졌습니다.

 

무소는 피해를 입은 원자로 건물 내에서 자라는 검은 곰팡이가

방사선 수치가 매우 높은 곳에서 그 어두운 색의 혜택을 받는 것으로 보인다고 말합니다.

"이것은 의미 있는 증거이며, 멜라닌이 이온화 방사선의 영향에 어느 정도

저항력을 제공한다는 가설을 뒷받침하는 긍정적인 증거입니다,"라고 그는 말합니다.

어두운 개구리가 방사선으로부터 보호하기 위해

적응하여 색깔을 진화시켰는지에 대한 질문은 아직 명확하지 않습니다.

 

하지만 여러 연구들은 일부 균류가 방사선에 대한 적응적 반응으로

더 어두워질 수 있음을 시사했습니다.

예를 들어 국제우주정거장에서 진행된 실험들은

곰팡이가 이런 행동을 한다는 것을 보여주었습니다.

하지만 무소는 일부 연구자들이 제안한 곰팡이가 방사선에서 방출되는 에너지를 이용해

성장하도록 진화했다는 주장을 뒷받침할 증거가 전혀 없다고 덧붙인다.

 

마더실에게는 사고 직후 식물과 동물에서 발생한 돌연변이가 환경의 방사선 수치가

시간이 지남에 따라 감소했음에도 불구하고 그 생물들의 후속 세대에 전해졌는지

밝혀내는 것이 중요합니다. 세대 간 돌연변이라고도 할 수 있죠.

 

그 은행 들쥐들에게도 이런 기미가 조금 보입니다.

2006년 연구에 따르면, 체르노빌에서 들쥐를 옮겨 오염 없는 실험실에서

번식하게 했을 때에도 동물들의 염색체 이상이 여러 세대에 걸쳐 지속되었다.

 

물론 모든 종이 번성하는 것은 아닙니다.

최근 연구에 따르면 방사성 오염과 기후 변화로 인한 기온 상승이

체르노빌 주변에 사는 제비들에게 점점 더 큰 부담을 주고 있으며,

이는 지구 온난화가 계속됨에 따라 이들의 생존을 더 어렵게 만들 수 있습니다.

 

체르노빌 사고의 영향은 발전소 인근에 사는 생명체들에만 국한되지 않습니다.

폴란드의 식용 버섯, 미국에서 판매되는 블루베리, 그리스에서 태운 장작 등은

수십 년 전 핵 사고로 퍼진 아주 적은 양의 방사성 핵종을 포함하고 있습니다.

 

체르노빌이 야생동물에 미친 영향의 이야기는 복잡하다고

더럼 대학교의 지리학자 조나선 턴불이 주장한다.

그는 단순히 금지구역의 자연이 번성하거나 죽어가고 있다고 말할 수 없다고 말한다:

"'체르노빌이 모든 것을 바꿨다'는 장관적인 이야기가 있지만 깊지 않다."

 

오히려 미묘한 효과와 반응의 동물원이 존재한다.

끔찍한 재난을 겪었지만 계속 살아 성장한 생태계 전체가 있었다.

턴불은 40년이 지난 지금도 이 풍경에 많은 질문이 남아 있는 것은 놀라운 일이 아닙니다.