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Korea Institute of Ocean Science & Technology

수컷이 출산하는 특이한 번식습성의 소유자, 해마

  • 조회 : 10852
  • 등록일 : 2011-10-18
한·남태평양해양연구센터 최영웅 연구원



해마는 큰가시고기목 실고기과에 속하는 경골어류이다 (그림 1). 

 해마(海馬)’라는 이름은 바다라는 서식장소와 말과 같은 생물의 형태를 합성한 일반명으로 과학적 분류명은 Hippocampus 속이다. 이것은 그리스 어원으로 히포 (H ippo)는 말 (horse)이고, 바다 괴물(sea monster)이라는 뜻의 캄포스(kampos)를 합성한 것이다. 그리스 신화에서는 바다의 신 포세이돈이 말의 머리를 하고 물고기 꼬리를 닮은 모습의 바다 괴물을 타고 다녔다고 하는데 이 괴물을 Hippocampus라 하였다. 해마의 속명은 아마도 바다에서 신화 속 존재와 비슷한 물고기가 발견되면서 연상되어진 것 같다. 

1990 년대 이전까지만 해도 전 세계의 해마는 120종 이상으로 보고되어 왔으나 주변 환경에 따라 채색을 변화하는 보호색과 몸 주위를 덮고 있는 가는 실모양의 털 등 제각각의 형태차이에 의해 동종이명으로 취급된 종들이 밝혀지면서 현재까지 54종으로 정리되었다. 이것들은 북위 50도에서 남위 50도 사이의 열대와 아열대 지역에 분포하지만 주로 해마자원의 약 70% 정도는 인도-태평양 해역에서 발견된다. 서식지는 잘피군락, 맹그로브, 산호초 등과 같이 포식자들로부터 피하기가 용이하고, 동물성 플랑크톤의 먹이가 풍부한 지역이다.

 

 


그림 1. 실고기과 어류들. Ghost pipefish(a), 실고기(b), 해룡(c) ,해마(d).

(출처: (a) www.austrailianmuseum.net.au; (b) www.pds20.egloos.com
(c) www.oceanoproaquatics.com; (d) www.upload.wikipedia.org)

 

어류에 대한 고정관념의 틀을 깨는 해마의 특징은 그 형태와 번식습성이다.  

해마는 기질에 부착할 수 있는 꼬리가 있고, 꼬리지느러미와 배지느러미가 없다. 그리고 머리는 몸통의 직각에 위치하고, 중심선을 따라 복부에 보육낭이 있으며 가슴지느러미는 머리 뒷부분에 형성되어 있다(그림 2). 형태가 이렇다 보니 해마는 물속에서 이동할 때 몸을 수직으로 세우고 이동한다. 그렇다보니 유영하는 속도는 어류 중 가장 느리다. 

또한 해마는 수컷이 임신하고 출산하는 번식습성을 가지고 있다. 어류 대부분은 암컷과 수컷이 체외수정을 하여 알의 발생이 진행되는 경우와 혹은 암컷과 수컷의 교미로 체내수정을 하여 암컷의 몸속에서 발생이 진행되게 된다. 
그러나 해마는 교미를 통해 암컷이 수컷의 보육낭에 알을 넣어주면 보육낭 안에서 수정이 이루어지고, 수컷은 약 10~34일간 알을 보육하는 임신과정을 거친다. 이후 수컷은 새끼가 부화함과 동시에 보육낭 밖으로 출산하게 된다.(그림 3). 해마 수컷이 갖고 있는 보육낭은 임신과정 동안 외부환경과 알을 차단시켜 독립적으로 관리하게 된다. 이때 보육낭은 내부 피부표면의 상피세포를 통해 알에 영양물질과 산소를 공급하는 정교한 인큐베이터의 역할을 한다. 이러한 번식습성은 지구상에 존재하는 29,000 여종의 어류 중 해마류만이 갖고 있는 독특한 습성이며, 동물계 전체에서도 찾아보기 어렵다.

 

그림 2. 해마와 물고기의 형태적 차이; 가시해마 (좌), 쥐돔류 (우).

 

 

  

 

그림 3. 해마의 임신과 출산
(a) 교미 → (b)수컷의 임신 → (c)수컷의 출산

(출처 : (a) australianmuseum.net.au (b) thehorches.com/blog; (c) 3.bp.blogspot.com) 

 

 



인간의 이용

지난 20년 동안 해마는 주로 한약재와 아쿠아리움 소재생물로 유통되어 왔다. 1993년에 형성된 국제해마시장은 매년 10% 이상의 성장률을 기록하면서 단기간 내 급성장 하였다. 해마의 주요 수출국은 필리핀, 인도네시아 그리고 베트남과 같이 연안에 해마자원이 풍부한 동남아시아 국가들이다. 반면 최대 수입국은 약재로 많은 양을 소비하고 있는 중국과 홍콩 등이며, 아쿠아리움 소재용도로 미국, 유럽 그리고 일본등지에서 매년 10만 마리정도를 수입하고 있다. 
1995년만해도 태국, 베트남, 인도 그리고 필리핀 등의 동남아시아 국가를 중심으로 32개국이 해마무역에 참여하였지만, 2001년에 들어서 아프리카와 라틴아메리카의 신흥경제국을 포함하여 80개국으로 확대된 것만 보아도 해마시장의 성장세를 짐작할 만하다. 해마의 거래량은 1995년 아시아 지역에서만 약 45 톤 (약 2천 5백만 마리) 정도로 추정되고 있다.

중국의 대표적 약학서인 본초강목(本草綱目)에 의하면 해마를 약으로 쓸 경우 ‘양기(陽氣)를 돋우고 치료한다.’고 기술되어 있다. 이는  ‘기운을 돋우고 붓고 아픈 것을 치료한다’는 뜻이다. 그래서 중국 전통의학에서는 약재로 건조한 해마를 이용해 왔다. 지금도 천식, 심장병, 골절은 물론 광범위의 질병 치료에 이용되고 있다. 
우리나라에서도 오래전부터 해마는 귀한 약재로 사용되어 왔다. 동의보감(東醫寶鑑)에 따르면 해마는 간과 신장에 좋고 혈액순환에도 좋은 효능이 있다고 한다. 해마 공급량의 대부분은 필리핀, 베트남과 같은 동남아시아의 개발도상국에서는 충당되고 있고, 이때문에 이 곳의 해마잡이는 큰 돈벌이 중에 하나가 되었다. 한편 베트남에서는 피로회복제로 해마로 담근 술이 판매되고, 관광 상품으로 판매도 한다 (그림 4). 

 

그림 4. 약재의 원료로 이용되고 있는 해마

                                                (a)건조되고 있는 해마(imgusr.tradekey.com)
                                                (b)홍콩시장의 약재시장에 진열된 건조해마(travelpod.com)
                                                (c)베트남의 해마로 담근 술(tripadvisor.com)
                                                (d)해마를 이용한 음식(wikipedia.org) 


최근에는 해마가 아쿠아리움 소재생물로 인기가 높아지면서 40~120 달러에 거래되고 있다. 여느 
물고기와 달리 똑바로 선 자세로 헤엄치며, 해초나 산호를 감싸 쥔 특이한 모습이 사람들의 관심을 끌기 때문이다. 생활소득이 증가하고 수요층이 관상어 매니아층으로 확대되면서 가격은 비싸지만 가장 인기 있는 품종이 되었다.

이처럼, 한약재, 아쿠아리움 소재생물으로 해마수요량이 급증하면서 2004년부터 해마서식지 내 남획으로 해마자원 고갈 현상이 감지되기 시작하였다. 특히 전통 한약재용으로 건조된 해마 대부분의 양을 소비하는 중국을 비롯하여 아시아권의 경제적 성장과 맞물려 그 수요가 급증하면서 남획은 더욱더 심각한 상태에 이르고 있다. 
특히 해마가 풍부하게 서식하고 있는 동남아시아 지역의 개발도상국에서 막대한 양의 해마가 포획되고 있다. 결국 해마자원을 보존하기 위해 2003년 세계자연보전연맹 (IUCN)에서는 해마를 멸종위기종으로 지정하였고, CITES (멸종 위기에 처한 야생동?식물의 국제적 교역을 제한하는 협약)에서는 야생에서 포획한 해마의 상거래를 엄격히 규제하기에 이르렀다. 

 

 

깃대종 해마

최근 해마의 수요급증에 따른 자원남획에 따라 해마 자가적으로 자원이 회복되는 것에 기대를 하기 어려운 실정이다.

그 첫째 요인은 해마의 매우 적은 숫자가 서식지내에 존재하기 때문이다. 해마는 바다에서 쉽게 볼 수 없는 존재이다. 크기가 작고, 환경에 따라 색깔을 바꾸기 때문에 쉽게 눈에 띄지도 않으며, 산호초나 잘피숲 등 복잡한 지역에 살고 있기 때문이기도 하지만, 가장 큰 이유는 개체군의 밀도가 매우 낮기 때문이다. 
남아프리카 연안에 서식하는 나이스나(Knysna) 해마는 1000 m
 2 에 8마리 정도가 살고 있을 정도로 희귀하다. 이 종은 특히 1980년대 이후부터 개체수가 계속 감소하고 있어서 1994년에 세계자연보호연맹 (IUCN)에서 세계 멸종위기종으로 지정되었다. 오스트레일리아의 Port Philip Bay에 서식하는 숏 해드 (short-head) 해마는 1 m 2 에 0.3마리가 관찰되어 해마종류 중에는 서식밀도가 가장 높은 종으로 알려져 있지만, 크기가 비슷한 다른 어류와 비교하면 비교할 수 없을 정도로 희박한 존재이다. 우리나라에는 주로 남해안의 내만 잘피밭에서 1000 m 2 에 1~3마리정도가 발견될 정도이다.

둘째, 해마가 갖고 있는 번식습성 때문이다. 해마는 약 3주간의 임신과정을 거친다. 이 기간에 수컷 보육낭 안에 있는 새끼들의 생존은 전적으로 수컷의 생존능력에 따라 결정된다. 다른 어류가 산란 이후 수중으로 수만~수십 만개의 알을 방란하여 분산시킴으로써 생존률을 높이는 것과는 대조적으로 3주간의 긴 시간동안 수컷의 보육낭에서 관리하는 것은 포식자와 물리적인 해양환경변화에 따른 자원감소의 위험에 노출될 수 있는 약점을 갖고 있다. 또한 낳는 새끼의 수도 고작 수 백 마리로 번식력이 낮아 이후 성장하여 번식에 참여할 수 있는 자원 또한 적을 수밖에 없다.

셋째, 해마는 이동능력이 낮고, 서식지역이 한정적이다. 한 연구자에 따르면 해마의 유영속도를 측정한 결과 수 미터를 이동하는데 이틀이라는 시간이 걸렸다고 한다. 이 속도는 포식자의 위협에 벗어나기 어려운 정도이다. 그래서 해마는 산호초, 잘피밭, 맹그로브와 같은 서식지에서 뛰어난 위장술로 포식자의 눈을 피해 살아간다. 그러나 이러한 서식지는 최근 각종 산업발달과 오염, 그리고 개발에 의해 그 면적이 줄어들고 있을 뿐 아니라 인간의 레크레이션 활동으로 훼손되고 있다. 서식지역이 한정적인 해마에 있어서 서식지 훼손은 해마자원에 또 다른 위협이 되고 있는 것이다.

이처럼 서식생태계에서 인간의 활동과 물리적인 해양환경의 변화에 의한 교란에 적응도가 매우 낮은 해마를 국제연합환경계획 (UNEP)에서는 * 깃대종(flagship species)으로 지정하고 있다. 특히 전 세계적으로 서식지역이 한정적이다 보니 국제적인 깃대종으로 인정되고 있다.

*깃대종(flagship species) : 1993년 국제연합환경계획에서 제시한 개념으로 생태계의 여러 종 가운데 중요하다고 인식해 보호할 필요가 있는 종을 일컫는다. 깃대종은 그 지역의 생태적, 지리적, 문화적 특성을 반영하는 상징적인 동식물로 정의된다. 시베리아 호랑이, 팬더, 코알라 등이 국제적으로 인정받고 있다. 한국의 대표적인 깃대종으로는 울산의 각시붕어, 김천시의 은행나무, 충남 청양군의 수리부엉이, 그리고 부산시의 동백나무 등이 있다. 

 


해마 자원관리와 인공배양에 관한 연구

해마에 대한 연구는 1990년대 이전까지 거의 없는 실정이었으나 최근 해마의 생태적 특성과 보존, 인공배양기술개발분야에 관한 연구가 진행되고 있다. 특히 해마 수요증가에 따른 자원급감으로 미국, 캐나다, 중국 그리고 오스트레일리아 등의 국가에서 대안마련의 연구가 진행되고 있다. 전문가들은 해마시장의 수요와 공급의 불균형을 개선시키고, 남획상태에 이른 해마자원을 보존키기 위해서는 인공배양기술개발이 이루어져야 함을 제안하고 있다.

해마인공배양은 1957년 중국의 광동성에서 처음 실험실적 규모의 인공번식 실험이 진행된 이래, 1980년 이후 중국의 산둥성 대학, 인민교육협회 등지에서 인공배양에 관한 연구가 진행되어 왔다. 하지만 질병과 해마의 생활사 단계에 맞는 적합한 먹이에 대한 정보 부족 및 공급의 어려움과 경제성 등의 이유로 상업적 규모의 배양단계에는 이르지 못하였다.  
상업적 규모의 해마생산은 1990년대 오스트레일리아, 뉴질랜드 그리고 미국에서 시작되었으나 획기적인 성과를 거두 
지는 못하였다. 2000년대에 이르러 오스트레일리아에서 해마종 중 가장 큰(최대 35 cm까지 성장) 빅벨리 (big-belly) 해마를 대상으로 진행된 대규모 인공배양기술개발 프로젝트에서 정부 주도로 인공적 배양환경조건을 제어한 시스템을 개발하여 연중 생산 가능한 설비를 갖추게 되었고, 현재는 연간 10만마리 정도를 중화권의 약재 시장에 판매할 수 있는 규모를 갖추게 되었다 (그림 5). 



  그림 5. 해마 인공배양의 역사

본 연구실에서는 우리나라 해마자원의 변동조사와 인공배양기술개발의 연구를 진행해 왔다. 총 5종이 서식하고 있는 우리나라의 해마자원은 주로 남해안 내만의 잘피밭과 해조장에 분포하는 것이 확인되었다 (그림 6). 이들 해마류는 우리나라 해역에서 봄부터 늦가을까지 출현하고 겨울부터 봄까지는 보다 깊은 수역으로 계절 이동하는 것이 파악되었다. 이러한 계절변동의 원인은 해마가 은신처로 이용하고 있는 잘피장 생활사에 따른 쇠퇴와 주 먹이가 되는 동물성 플랑크톤의 양적 변동과 밀접한 연관이 있는 것으로 추정되고 있으며, 현재 후속연구가 진행 중이다. 
이처럼 해마 생활사와 해양환경변화의 관계를 기초로 한 해마자원변동조사는 자원관리측면에 역할을 할 수 있을 것이다. 다른 한편으로는 미래에 멸종위기에 처할 수 있는 종으로 구분되어 취약종 (Vulnerable species)으로 지정된 복해마와 점해마, 그리고 국제적으로도 충분한 정보를 얻을 없어 자료 부족종 (Data deficient species)로 지정된 왕관해마, 산호해마, 가시해마에 관한 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

 

그림 6. 우리나라에 서식하는 해마들

또한 상품성이 높은 국내산 해마의 인공배양기술을 개발하기 위해 해마치어용 사육수조를 개발하고 치어의 발생단계별 성장특성 및 초기생활사를 구명하고 있다(그림7, 8). 이는 해마인공생산기술분야에서 경쟁력을 갖추고, 전량 수입 유통되는 약재 및 아쿠아리움 소재용 해마의 해외수지역조 개선에 기여할 수 있고, 향후 기능성 소재연구에도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

 

그림 7. 국내산 왕관해마의 보육낭 내부구조
(a,c)새끼들을 보육중인 수컷의 보육낭 내부 모습 (b)보육낭 내부의 알 흔적 (d)보육낭 내부 수컷의 모습



  

그림 8. (a)국내산 산호해마 어미의 출산 (b)출산 후 치어가 수조에서 유영하는 모습





  


그림 9. 산호해마의 성장과정
(a)출산 1일후 해마 (b)출산 3일후 해마 (c)출산 6일후 해마 (d)출산 10일후 해마 (e)출산 20일 후 해마
(f)출산 30일 후 해마 (g)출산 40일 후 해마 (h)출산 50일 후 해마 (i)출산 60일 후 해마
(j)출산 70일 후 해마 (k)출산 80일 후 해마


 

 

<참고문헌>

 

Foster SJ, Vincent ACJ. 2004. Life history and ecology of seahorse: implication for conservation and management. Journal of Fish Biology 65, 1-61.

 

Koldewey HJ, Martin-Smith KM. 2010. A global review of seahorse aquaculture. Aquaculture 302, 131-152. 


2011-10-18 

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2018-11-05