남극에 서식하는 유일한 토착 곤충이 미세플라스틱에 오염됐다는 다소 충격적인 연구 결과가 나왔다. 

미국 켄터키대학교 마틴-개튼 농업·식품·환경대학을 중심으로 한 국제 공동연구팀이 남극의 유일한 토착 곤충이자 지구 최남단 곤충인 벨지카 안타르티카(Belgica antarctica) 유충에서 미세플라스틱 섭취 흔적을 확인했다. 해당 내용에 대해서는 웹사이트 Phys.org, 과학 전문 매체 기즈모도, 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 9일(현지시간) 보도했다. 

연구 결과는 국제 학술지 '전체 환경 과학(Science of the Total Environment, STOTEN)'에 발표됐다. 야생 상태의 남극 곤충 내부에서 플라스틱 조각이 발견된 것은 이번이 처음이다.

일명 '남극 깔다구'로 불리는 벨지카 안타르티카는 벨기에 남극 탐험대(1897-1899)가 첫 표본을 수집했다. 이 곤충은 남극의 극한 환경에 적응하기 위해 날개가 없다. 성체가 되기까지 2년이 걸린다. 이는 곤충 세계에서는 이례적으로 긴 시간이다. 

연구를 주도한 잭 데블린 박사는 2020년 박사 과정 당시 플라스틱 오염을 다룬 다큐멘터리를 접한 뒤 연구 아이디어를 떠올렸다고 밝혔다. 그는 "플라스틱이 전 지구적 환경에서 발견되고 있다면 남극도 예외일 수 없다는 문제의식에서 출발했다"고 설명했다.

극한 환경에 적응한 '폴리-익스트리모파일'…그러나 미세플라스틱 영향은 비켜가지 못해

벨지카 안타르티카는 쌀 한 톨 길이의 작은 파리류로, 남극 반도 일대의 이끼·조류가 자라는 습윤 지대에서 최대 1㎡당 4만 마리 가까이 서식하며 유기물 분해와 토양 영양 순환을 담당하는 핵심 종이다. 극저온, 건조, 고염분, 자외선 등 극한 조건을 버티는 특성으로 '폴리-익스트리모파일(poly-extremophile)'로 불린다.

연구팀은 이 곤충의 유충을 대상으로 10일 동안 다양한 농도의 미세플라스틱 노출 실험을 진행했다. 연구 결과 생존률과 기초 대사량은 변화가 없었으나, 고농도 노출군에서는 지방 축적량 감소가 확인됐다. 탄수화물·단백질 수치는 유지된 반면 에너지 비축 기능에 미세한 영향이 나타난 것이다. 

연구진은 "저온 환경에서의 느린 섭식 속도와 복잡한 자연 토양 구조가 플라스틱 섭취량을 제한했을 가능성이 있다"며 장기 노출 연구의 필요성을 제기했다.

야생 개체에서도 미세플라스틱 검출…수량은 적었지만 분명한 '경고 신호'

연구팀은 2023년 남극반도 서부 연안에서 13개 섬, 20개 지점의 유충을 채집해 해부·분석했다. 이탈리아 모데나·레조에밀리아대학교와 엘레트라(Elettra) 싱크로트론 연구센터와의 협업을 통해 지름 4마이크로미터 수준의 미세 입자까지 판별 가능한 화학적 분석을 실시한 결과, 총 40개체 중 2개체에서 미세플라스틱 파편이 확인됐다.

발견된 미세플라스틱 수량은 적었지만 연구진은 이를 "오염이 생태계 내부로 유입되고 있음을 보여주는 초기 신호"라고 평가했다. 

데블린 박사는 "지금은 전 지구 평균보다 낮은 오염 수준이 유지되고 있으나, 장기간에 걸친 노출이 유충의 2년 성장주기 전반에 영향을 줄 가능성은 배제할 수 없다"고 말했다.

토착 생태계는 아직 초기 단계 피해 수준…그러나 확산 속도는 '전 지구적'

벨지카 안타르티카는 육상 포식자가 없기 때문에 미세플라스틱이 먹이사슬 상단으로 전이될 가능성은 제한적이다. 그럼에도 연구진은 기후 변화로 인한 온난화·건조화가 지속될 경우, 미세플라스틱 노출이 복합적 스트레스로 작용할 수 있다고 지적했다. 

남극 대륙에서 이미 신설 연구기지, 선박 이동, 해류·바람을 통한 장거리 이동 등으로 플라스틱이 유입되고 있다는 기존 연구도 이를 뒷받침한다.

데블린 박사는 "남극이 마지막 남은 청정지대로 여겨졌지만, 이번 사례는 인간 활동의 영향이 사실상 지구 끝자락까지 도달했음을 보여준다"며 "단순하고 비교적 폐쇄적인 남극 생태계는 오염 확산의 조기 감지에 중요한 역할을 할 것"이라고 강조했다.

연구팀은 앞으로 남극 토양에서의 미세플라스틱 농도 변화를 지속적으로 모니터링하고, 벨지카 안타르티카를 포함한 토양 생물들을 대상으로 장기·복합 스트레스 실험을 확대할 계획이다.