배경

미국의 상징인 북미 바이슨(Bison bison)은 과거 수천만 마리가 초원을 자유롭게 누비던 동물이다. 무분별한 사냥과 개발 탓에 19세기 말 개체 수가 수백 마리 수준으로 급감하는 병목현상을 겪었다. 멸종을 피하려 시작된 20세기의 보존 노력이 도리어 예상치 못한 걸림돌을 만든 셈이다. 생존한 바이슨 무리는 좁고 고립된 보호구역에서 소규모로 관리되는 처지에 놓였다. 가축화된 소의 유전자가 대거 유입되어 종의 순수성이 훼손됐다는 의구심이 꼬리를 물었다. 바이슨을 생태계로 완전히 복원하기 위해서는 과거 유전적 역사와 현대 무리의 유전적 건강성을 명확히 규명할 기준이 요구되는 실정이다. 기존 분석은 생존한 현대 개체군만 대상으로 삼았기에 유전적 원형을 밝히는 데 한계가 뚜렷했다.

핵심 발견

국제 공동 연구진은 이 난제를 해결하고자 대규모 유전체 해독을 시도했다. 와이오밍주 유적지 등에서 수집한 고대 바이슨 유골 115개와 현대 바이슨 45개의 게놈(Genome) 정보를 통합 분석했다. 기존 데이터 52개를 더해 총 212개 개체의 방대한 유전 정보가 완성됐다.

분석 결과 학계 통념을 뒤집는 사실이 드러났다. 19세기 후반 개체 수가 격감하기 전까지 북미 바이슨은 대륙 전체가 거대한 유전적 네트워크로 연결된 상태를 보였다. 지역 간 유전적 차이는 거의 찾기 어려운 수준이다. 현대 무리의 격리와 격차는 자연적인 현상이 아니다. 20세기 이후 보존 구역에 고립된 채 소규모로 번식하며 발생한 유전적 부동(Genetic drift)의 결과물로 풀이된다.

보존 사업의 오래된 논쟁거리인 소 유전자 혼입(Introgression)의 실상도 확인했다. 과거 인위적 교배의 여파로 가축 소(Cattle)의 DNA가 현대 바이슨 게놈에 영구적으로 섞였다는 우려가 팽배한 상태였다. 하지만 실제 분석 결과 소 유전자의 유입 흔적은 예상보다 미미한 수준으로 밝혀졌다. 조사 대상인 현대 평원 바이슨 97마리 가운데 소 유전자가 검출된 개체는 32마리에 불과하다. 유입된 DNA 조각 역시 게놈의 극히 좁은 영역에 갇혀 있어, 세대교체와 유전적 관리를 거치면 충분히 제거 가능한 범위다.

평원 바이슨(Plains bison)과 우드 바이슨(Wood bison) 두 아종의 유전적 관계도 정립했다. 1920년대에 개체 수를 늘리고자 수행한 무리한 강제 이전(Translocation)은 두 아종의 경계를 무너뜨리는 결과를 낳았다. 현존하는 우드 바이슨 개체군 모두가 평원 바이슨의 유전적 유산을 물려받았음이 증명된 까닭이다.

의미와 전망

이번 연구는 고유전학이 멸종위기종의 보존 유전학(Conservation genomics)에 실질적 이정표를 제시함을 보여준다. 가축 소 유전자가 섞였다는 이유로 배제되던 현대 바이슨 무리를 적극적으로 활용할 길이 열렸다. 유전적 다양성을 보존하며 소의 흔적을 줄여나가는 정밀 관리 모델이 가능하기 때문이다.

다만 북미 대륙의 지리적 환경은 과거처럼 바이슨이 대륙을 자유롭게 횡단하던 시대와 다르다. 파편화된 서식지 탓에 야생의 자연스러운 연결성 복원은 불가능에 가깝다. 격리된 소규모 무리 간 개체 이동을 인간이 매개하는 영리한 보존 전략이 요구된다. 연구팀은 유전체 지도가 인간과 야생동물이 공존하는 생태 통로의 밑그림이 되기를 희망한다고 전했다.