존재감 강과 호수에서 코카인과 그 대사산물의 흔적이 발견됨 과거에는 개별적인 의심 사례에 불과했지만, 이제는 명백히 입증된 환경 문제로 대두되었습니다. 주로 도시 하수에서 발생하는 이러한 물질들은 야생 동물, 특히 회유성 어류에 뚜렷한 영향을 미치기 시작했습니다.
세트 국제 연구는 어린 대서양 연어에 초점을 맞췄습니다. 연구 결과에 따르면 코카인 오염은 야생에서 연어의 행동에 상당한 변화를 일으킬 수 있습니다. 수족관이나 실험실 수조가 아닌 자연 생태계에서 야생 연어를 추적한 결과, 코카인에 노출되었을 때 이동 패턴과 공간 이용 방식이 달라지는 것을 과학자들이 발견했습니다.
코카인이 물에 들어가는 경로와 생태학자들이 우려하는 이유
유럽과 세계 여러 지역에서, 코카인과 그 주요 대사산물인 벤조일레크고닌이러한 물질들은 강, 호수, 하구와 같은 담수에서 점점 더 자주 검출되고 있습니다. 인체가 섭취하면 체내에서 다양한 유도체로 변환되어 소변을 통해 배출되고 결국 하수 시스템으로 유입됩니다.
문제는 많은 사람들이 폐수 처리 시설은 모든 것을 완전히 제거하도록 설계되지 않았습니다. 이러한 복잡한 화학 화합물 중 일부는 처리 과정을 통과하여 수로로 유입되며, 항우울제, 항불안제, 진통제 또는 카페인과 같은 다른 신흥 오염 물질과 함께 존재합니다.
이들은 이미 스페인, 독일, 영국에서 확인되었습니다. 여러 강에서 코카인과 벤조일레코닌 흔적이 발견되었습니다.폐수 및 수질 관리 프로그램 내에서 사용됩니다. 농도는 일반적으로 낮지만, 물고기가 이러한 화학 물질 "칵테일"에 지속적으로 노출되는 것에 대해 수생 생태학 전문가들은 우려를 표하고 있습니다.
핵심 쟁점은 얼마나 많은 마약이 강으로 흘러들어가는가뿐만이 아니라, 이처럼 소량이지만 지속적으로 투여되는 물질들이 행동에 어떤 영향을 미칠까요? 또한 대서양 연어와 같이 강 생태계의 구조와 기능에 필수적인 역할을 하는 주요 종의 건강에도 영향을 미칩니다.
최근 몇 년 동안 유럽에서는 다른 향정신성 물질과 관련된 놀라운 사례들이 보고되었습니다. 메스암페타민 중독 및 금단 증상을 보이는 송어...심지어 항불안제 투여 시 사회성이나 대담성을 변화시키는 물고기들, 그리고 다른 해양 연구들(예: ...)에서도 마찬가지입니다. 바하마 상어코카인과 그 대사산물은 전 세계적인 의약품 오염이라는 동일한 문제의 일부입니다.
스웨덴의 대형 자연 호수에서 진행된 실험
이러한 오염 물질이 야생 물고기의 행동을 실제로 변화시키는지 알아보기 위해, 한 연구팀은 다음과 같은 구성원들로 이루어졌습니다. 호주 그리피스 대학교, 스웨덴 농업과학대학교, 런던 동물학회, 막스 플랑크 동물행동연구소의 연구진 그는 스웨덴의 베테른 호수에서 대규모 실험을 진행했다.
과학 저널 '커런트 바이올로지'에 발표된 이 연구는 다음 사항에 초점을 맞췄습니다. 어린 대서양 연어 105마리 이 표본들은 완전히 자연적인 환경에서 8주 동안 관찰되었습니다. 이들은 생애 주기 중 특히 민감한 단계에 있었는데, 이 단계에서는 서식지 내에서의 이동과 분산이 이후 생존에 매우 중요한 영향을 미칩니다.
과학자들은 물고기를 다음과 같이 나누었다. 세 가지 치료 그룹대조군(노출되지 않음), 코카인에 노출된 그룹, 그리고 코카인의 가장 흔한 대사산물이자 하수관망 및 수로에서 더 많이 검출되는 벤조일레코닌에 노출된 그룹으로 구성됩니다.
대형 호수에서의 움직임을 재구성하기 위해 연구팀은 다음을 사용했습니다. 서서히 방출되는 화학 물질 임플란트와 음향 원격 측정 시스템의 결합각 물고기에는 표식을 부착하고 호수 곳곳에 설치된 수신기를 이용하여 이동 경로를 추적함으로써, 물고기를 가두어 두거나 자연적인 상호작용을 변경할 필요 없이 이동을 기록할 수 있었습니다.
이러한 접근 방식은 수족관이나 통제된 수조에서 수행된 대부분의 이전 연구와 비교했을 때 상당한 진전을 의미했습니다. 물고기들은 생태계의 진정한 복잡성과 단절된 채 살아간다.하지만 베테른 호수에서는 연어가 온도 변화, 먹이 가용성의 변동, 포식자의 존재, 서식 공간 경쟁 등 여러 요인에 대처해야 했기 때문에 이러한 결과는 생태학적으로 훨씬 더 큰 의미를 지닙니다.
이례적인 움직임: 더 멀리 헤엄쳐 가고 더 넓게 흩어진다
추적 관찰 기간이 지난 후, 데이터는 명확한 패턴을 보여주었습니다. 벤조일레코닌에 노출된 연어는 노출되지 않은 연어와 다른 움직임을 보였다.구체적으로, 이들은 대조군보다 일주일에 최대 1,9배 더 멀리 헤엄쳐 갔고, 호수 전체에 걸쳐 추가로 12,3킬로미터를 이동했습니다.
연구진은 또한 다음과 같은 사실을 관찰했습니다. 이동 거리와 분산 정도의 이러한 차이는 시간이 지남에 따라 더욱 심화되었습니다.이는 노출 초기 며칠 동안의 일시적인 효과가 아니라, 연어가 자연 생태계에서 이용 가능한 공간을 사용하는 방식에 지속적인 변화가 일어난 것입니다.
특히 눈에 띄었던 점은 다음과 같습니다. 그 대사산물은 코카인 자체보다 더 뚜렷한 효과를 나타냈다.약물에 직접 노출된 물고기에서도 변화가 나타났지만, 벤조일레코닌에 노출된 물고기에서 활동량과 장거리 이동량이 가장 크게 증가했다.
이 결과는 전문가들을 우려하게 하는데, 실제로는 다음과 같은 상황이 발생하기 때문입니다. 유럽의 강과 호수에서 가장 풍부한 것은 바로 대사산물입니다.원래 물질 자체보다는 다른 요인이 더 중요합니다. 환경 위험 평가에서는 코카인을 기준 화합물로 삼는 경우가 많지만, 코카인 유도체가 물속에서 더 오래 잔류하고, 더 강력한 생물학적 영향을 미칠 수 있다는 사실을 간과하는 경우가 있습니다.
저자들에 따르면 물고기가 향하는 방향이 결정적인 역할을 한다. 그들이 무엇을 먹는지, 어떤 포식자를 만나는지, 그리고 개체군이 어떻게 조직되는지 생태계 내에서, 오염으로 인해 연어가 평소보다 더 많이 이동하고 다른 지역으로 분산된다면, 이러한 이동 변화는 기본적인 생태 과정에 영향을 미칠 가능성이 높습니다.
더 많이 움직이는 것이 반드시 좋은 것만은 아닌 이유
언뜻 보기에는 그렇게 보일 수도 있습니다. 더 멀리 헤엄치고 더 먼 거리를 이동하는 물고기 예를 들어 먹이를 찾거나 댐이나 수력 발전소 같은 장애물을 극복할 때 유리한 점이 있습니다. 하지만 연구자들은 이것이 적응적인 개선이 아니라 신경계의 화학적 변화에 의해 유발된 반응이라고 주장합니다.
수영 활동의 지속적인 증가는 다음을 의미합니다. 추가 에너지 소비 어린 연어는 이러한 상황을 보완하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 모든 에너지가 중요한 생애 단계에서 움직임에 너무 많은 에너지를 투자하면 성장, 면역 체계 강화 또는 이후 바다로의 이동에 필요한 에너지가 부족해질 수 있습니다.
게다가, 더 많이 이동하고 지나치게 흩어져 있는 것은 또 다른 결과를 초래합니다. 포식자에 대한 노출 증가상대적으로 안전한 지역을 떠나거나 사회적 행동 양식을 바꾸는 어린 개체들은 집단이 제공하는 안전감을 일부 잃게 되는데, 이는 실제 생존율 감소로 이어질 수 있다. 다만 이 점을 정확하게 측정하려면 추가적인 연구가 필요하다.
저자들은 생태학에서 움직임은 부차적인 변수가 아니라는 점을 다시 한번 상기시켜 줍니다. 강이나 호수의 서로 다른 지역 간의 연결 관계를 파악하십시오.이는 개체군의 혼합 방식에 영향을 미치고 강 구간과 연안 생태계 사이의 영양분 교환 조건을 결정합니다. 이 시스템을 변경하는 것, 심지어 "단지" 물고기가 더 멀리 헤엄치도록 하는 것만으로도 전체 먹이사슬에 걸쳐 파급되는 변화를 촉발할 수 있습니다.
의약품 오염에 관한 다른 연구에서도 다음과 같은 결과가 나타났습니다. 뇌 화학, 산화 스트레스 및 에너지 대사에 미치는 영향 다양한 화합물에 노출된 수생 동물의 경우를 예로 들 수 있습니다. 이 연어 연구에서는 번식, 성장 또는 장기 생존과 같은 변수를 직접 측정하지는 않았지만, 행동 변화와 그에 따른 건강 및 개체군 역학에 미치는 영향 사이의 연관성을 설명하는 타당한 경로가 존재합니다.
인간 건강: 언론의 과장된 보도에도 불구하고 실제 위험도는 매우 낮음
있을 수도 있다는 생각 "생선에서 코카인 검출"은 종종 눈길을 끄는 헤드라인을 장식합니다. 강에서 잡은 물고기나 양식 물고기를 섭취하는 사람들 사이에서는 일부 우려가 제기되고 있습니다. 그러나 연구진은 이번 연구 결과가 사람들의 식품 안전에 문제를 제기하는 것은 아니라고 강조합니다.
한편으로는, 실험에 사용된 노출 수준 이러한 화합물들은 오염된 수로에서 이미 검출된 농도에 맞춰 조정되었으며, 일부 생태계가 실제로 경험하는 양을 넘어서는 양을 첨가하지 않았습니다. 더욱이, 이 화합물들은 조직에 무기한 축적되지 않고 시간이 지남에 따라 대사되어 배출됩니다.
또한, 베테른 호수에서 분석된 연어는 다음과 같습니다. 포획 기준 최소 크기에 훨씬 못 미치는 어린 개체들다시 말해, 이들은 어떤 상황에서도 인간이 섭취하는 식품 사슬에 들어가지 않을 것이었습니다. 목표는 해당 종의 행동과 생태에 미치는 영향을 평가하는 것이었지, 생선을 먹는 사람들에게 미치는 직접적인 위험을 평가하는 것이 아니었습니다.
보다 일반적으로, 이용 가능한 데이터는 다음과 같습니다. 환경 모니터링 및 독성학 연구 결과에 따르면 유럽 야생 어류에서 발견되는 코카인 및 그 유도체의 농도는 인체 건강에 위험하다고 여겨지는 기준치보다 훨씬 낮습니다. "코카인에 오염된" 연어라는 이미지가 불안감을 줄 수는 있지만, 현재 과학적 증거는 이와 관련하여 인체에 심각한 위험이 존재한다는 것을 뒷받침하지 않습니다.
점점 우려가 커지고 있는 부분은 생태학적 영역입니다. 이번 연구는 급성 독성 용량에 도달할 필요 없이도 다음과 같은 사실을 보여주는 기존 연구들을 뒷받침합니다. 의약품 오염물질은 동물의 행동과 생리에 미묘하지만 지속적인 변화를 일으킬 수 있습니다.이는 인구 수준에서 누적 효과를 초래할 수 있습니다.
의약품 오염이라는 세계적인 문제
코카인과 그 대사산물은 단지 훨씬 더 큰 퍼즐의 한 조각내륙 수역의 의약품 오염 문제. 현재까지 유럽에서 아메리카, 아시아에 이르기까지 전 세계의 강과 호수에서 900종 이상의 의약품 화합물을 포함하여 수백 가지의 인간 유래 물질이 확인되었습니다. 상어에서 코카인, 카페인, 진통제 발견 바하마에서.
이러한 오염물질에는 다음이 포함됩니다. 항우울제, 항불안제, 진통제, 항염증제 그리고 다른 일반적인 약물들은 특정 생물학적 시스템에 매우 낮은 용량으로 작용하도록 설계되었습니다. 이러한 약물들이 자연 환경에 도달하면 원래 개발 목표가 아니었던 어류, 무척추동물 및 기타 유기체에 의도치 않게 영향을 미칠 수 있습니다.
대서양 연어의 경우, 민감성은 특히 중요합니다. 이 종은 다음과 같은 일을 수행합니다. 동물 세계에서 가장 힘든 이동 중 하나이들은 담수와 해수를 번갈아 이용하며, 매우 미묘한 환경 신호에 의존하여 이동합니다. 이들의 행동이나 에너지 균형에 변화가 생기면 개체군의 생존 가능성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
연구자들은 유럽의 강들이 어떤 면에서는 변모하고 있다고 지적합니다. 여러 화합물이 혼합되는 "의도치 않은 실험실" 이러한 물질들의 상호작용과 장기적인 영향은 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 불법 약물, 의약품, 개인 위생용품 및 기타 오염물질이 동시에 존재하기 때문에 상황이 더욱 복잡해지고 관찰된 각 변화를 특정 물질에 귀속시키기가 더 어려워집니다.
이러한 맥락에서 과학계는 다음과 같은 질문을 던지게 되었습니다. 보다 발전된 정수 정책이러한 폐기물의 더 많은 부분을 제거할 수 있고, 일부 종에 돌이킬 수 없는 영향을 미치기 전에 이러한 신흥 오염 물질을 감지하고 평가하기 위한 환경 모니터링 프로그램을 강화해야 합니다.
과학자들은 앞으로 어떤 조치를 제안하고 있나요?
베테른 호수의 어린 연어를 대상으로 한 연구는 다음과 같이 여겨집니다. 자연 조건에서 시연하는 것이 첫 번째 핵심 단계입니다. 코카인 및 코카인 유래 약물 오염이 야생 어류의 움직임과 공간 이용 방식을 변화시킬 수 있다는 점을 바탕으로, 연구진은 몇 가지 상호 보완적인 연구 방향을 제시합니다.
한편으로, 목표는 어떻게 분석하는가 성체 연어가 반응합니다이러한 종들은 더욱 복잡한 이동 패턴을 보이며, 그들의 행동은 번식과 개체군 유지에 직접적인 영향을 미칩니다. 지금까지 어린 개체를 선별해 온 것은 생물학적 이유(어린 개체는 중요한 성장 단계임)와 실용적인 이유(어린 개체는 다루기 쉽고 모니터링이 더 용이함) 모두에 기인합니다.
추가 연구도 계획되어 있습니다. 장기적인 생태학적 결과 이러한 움직임 변화를 파악하기 위해 연구팀은 생물 기록 장치와 같은 첨단 기록 장비를 사용하는 방안을 고려하고 있습니다. 이러한 장비를 통해 스트레스 수준, 포식 사건, 물고기의 정확한 위치 등을 장기간에 걸쳐 면밀히 모니터링할 수 있습니다.
또 다른 우선순위는 다음과 같습니다. 환경 위험 평가의 현재 방법을 검토합니다. 원래 물질뿐만 아니라 그 대사산물과 분해산물도 고려해야 합니다. 코카인보다 연어 행동에 더 큰 영향을 미치는 벤조일레크고닌의 사례는 이러한 유도체를 무시하는 것이 문제의 핵심을 간과하는 것임을 보여줍니다.
마지막으로 과학자들은 채택의 필요성을 강조합니다. 환경화학, 행동생태학, 공중보건을 결합한 보다 통합적인 접근 방식이러한 방식으로만 만성적인 화합물 노출이 물고기 개체의 행동뿐만 아니라 강 생태계 전체의 구조와 기능에 미치는 영향을 엄밀하게 추정할 수 있을 것입니다.
축적된 증거는 다음과 같은 점을 시사합니다. 코카인 및 기타 향정신성 화합물에 의한 오염 이는 단순히 물을 오염시키는 것 이상의 문제입니다. 생물의 이동, 에너지 소비, 그리고 야생 연어가 서식지 내에서 어떻게 분포하는지 등과 같은 근본적인 생태계 과정을 교란시키고 있습니다. 현재로서는 어류 소비자에게 미치는 위험은 매우 낮아 보이지만, 유럽의 강과 호수에 미치는 생태학적 영향은 점차 심각해지는 문제로 대두되고 있으며, 이는 수처리 개선과 이러한 신종 오염물질에 대한 과학적 모니터링 강화를 요구합니다.