고래는 먼 옛날 먹이를 찾아 육지에서 바다로 갔다고 알려져 있다. 뭍에서 살던 포유류가 어떻게 바닷속에서 살 수 있게 된 것일까. 한국해양과학기술원(KIOST)은 "고래가 바다 환경에 적응하는 데 기여한 유전자를 처음으로 발견했다"고 22일 밝혔다. 논문은 국제학술지 '사이언티픽 리포트'에 실렸다.
해양과기원 이정현 박사는 '섬유아세포성장인자(FGF)23'이라는 유전자가 진화 과정을 거치면서 고래의 골밀도(骨密度)를 현재의 수준으로 낮췄다고 밝혔다. 네발 동물이었던 고래는 5000만 년 전 육지에서 바다로 서식처를 옮기기 시작하면서 급격한 진화 과정을 겪었다. 가장 큰 변화는 골밀도의 감소다. 육지 시절 고래는 뼈의 밀도가 상대적으로 높았지만, 현재의 고래는 매우 낮다. 덕분에 바닷물에 뜰 수 있는 부력(浮力)을 얻었다.
연구진은 FGF23 유전자는 산소가 희박한 환경에서 작동한다고 설명했다. 육지 시절에는 별다른 기능을 하지 않다가 고래가 물고기를 잡기 위해 깊은 바다로 들어가면서 활성화됐다. 이 유전자가 만들어낸 단백질은 고래의 신장에 영향을 미쳐 뼈를 강하게 하는 영양소인 칼슘을 몸 밖으로 배출시켰다. 그 결과 골밀도가 줄었다는 것이다.
이정현 박사는 "고래를 포함해 모든 포유류가 산소가 부족한 환경에서 FGF23 유전자가 활성화된다는 걸 확인했다"며 "이번 연구 결과는 저산소증과 같은 인간 질병 연구에도 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.
연구팀은 이 밖에도 고래의 앞다리가 가슴지느러미로 바뀌어 배의 키와 같은 조타(操舵) 기능을 하게 됐고, 몸의 털이 점점 사라져 물의 저항을 줄이는 등 고래가 바다에 적응하는 데 기여한 다른 FGF 유전자들도 발견했다.