상어는 모두 헤엄쳐야 숨을 쉴 수 있을까?

모든 상어가 숨을 쉬려고 끊임없이 헤엄쳐야 하는 것은 아니다. 어떤 상어는 멈춘 채 입과 목 주변 근육으로 물을 아가미에 퍼 올릴 수 있고, 어떤 종은 헤엄치는 동안 앞으로 들어오는 물에 크게 의존하며, 두 방식을 상황에 따라 바꾸는 상어도 있다. ‘멈추면 곧 죽는다’는 말은 일부 상어의 호흡 전략을 상어 전체의 규칙으로 넓힌 오해다.

상어도 다른 물고기처럼 물속에 녹아 있는 산소를 아가미로 얻는다. 물이 입으로 들어와 양쪽 아가미방을 지나갈 때, 얇고 혈관이 풍부한 아가미 표면에서 산소가 혈액으로 확산되고 이산화탄소는 반대 방향으로 빠져나간다. 중요한 것은 몸 전체가 움직이느냐가 아니라 산소가 든 새 물이 아가미 표면을 계속 통과하느냐다. 상어마다 그 물의 흐름을 만드는 장치와 생활 방식이 다르다.

첫 번째 방식은 입안 펌프질, 즉 구강 펌핑이다. 상어가 입과 인두의 부피를 근육으로 바꾸면 압력 차가 생겨 물을 빨아들이고 아가미 틈으로 밀어낼 수 있다. 너스상어, 수염상어류와 천사상어처럼 바닥에서 쉬거나 먹이를 기다리는 종들이 대표적이다. 이들은 모래 위에 몸을 놓고도 호흡을 이어 간다. 눈 뒤의 작은 구멍인 분수공이 발달한 바닥 생활 상어는 입이 바닥 가까이에 있거나 먹이를 물고 있을 때도 비교적 깨끗한 물을 끌어들이는 데 도움을 받을 수 있다.

두 번째 방식은 전진 운동을 이용한 램 환기다. 상어가 입을 벌리고 앞으로 나아가면 상대적인 물살이 입과 아가미를 통과하므로 별도의 강한 펌프질 부담을 줄일 수 있다. 외양을 빠르게 오가는 유선형 상어에게는 효율적인 방법이다. 그중 일부는 충분한 아가미 흐름을 유지하려면 계속 전진해야 하는 ‘의무적 램 환기자’로 분류된다. 백상아리나 일부 고등어상어류가 자주 예로 들리지만, 종별 능력과 의존 정도는 관찰이 늘면서 수정될 수 있다.

두 방식은 서로 완전히 갈라진 상자가 아니다. 많은 상어는 가만히 있거나 천천히 움직일 때 근육으로 물을 퍼 올리다가 속도가 붙으면 램 환기의 도움을 더 크게 받는다. 반대로 평소 계속 헤엄친다고 알려진 종이 제한된 조건에서 바닥에 쉬며 구강 펌핑을 보인 사례도 있다. 2020년 활동 리듬 연구에서는 전형적 램 환기자로 여겨진 가시곱상어 한 개체가 쉬면서 물을 퍼 올리는 모습이 기록됐다. 한 개체의 행동을 곧 종 전체의 능력으로 일반화할 수는 없지만, 간단한 이분법이 항상 맞지는 않음을 보여 준다.

호흡 전략은 상어가 사는 곳과 몸의 설계에 맞물린다. 바닥에 숨어 매복하는 상어는 멈춘 상태에서 모래를 과하게 빨아들이지 않고 물을 움직일 수 있어야 한다. 넓은 바다를 순항하며 먹이나 산소가 풍부한 물을 찾는 상어는 전진 흐름을 이용하면 호흡 근육의 에너지를 아낄 수 있다. 물의 온도와 산소 농도, 활동량, 몸집도 필요한 환기량을 바꾼다. 따뜻한 물은 산소를 덜 품는 동시에 대사 요구를 높일 수 있어 환경 조건도 무시할 수 없다. 따라서 같은 상어도 빠르게 헤엄칠 때와 휴식할 때 한 방식에 기여하는 비율이 달라질 수 있다.

계속 헤엄친다는 설명에는 부력 문제도 자주 뒤섞인다. 상어는 대부분의 경골어류처럼 가스로 채운 부레가 없고, 기름이 많은 큰 간과 지느러미에서 생기는 양력, 몸의 움직임으로 가라앉는 정도를 조절한다. 움직이면 수심을 유지하기 쉬운 종이 있는 것은 사실이지만, 이것은 아가미에 물을 보내는 호흡 문제와 동일하지 않다. 바닥에 내려앉아도 괜찮은 종은 멈춘 채 숨을 쉴 수 있고, 부력이 약하다고 해서 반드시 산소 부족이 먼저 오는 것도 아니다.

계속 움직이는 상어가 잠을 전혀 자지 않는다는 결론도 성립하지 않는다. 물고기의 휴식은 사람처럼 눈을 감고 누워 있는 모습만으로 판단하지 않으며, 상어는 눈꺼풀이 없거나 행동이 계속되어도 활동과 반응성이 낮아지는 상태를 보일 수 있다. 일부는 바닥에서 뚜렷이 쉬고, 계속 순항해야 하는 종은 뇌와 행동을 조절하면서 움직임을 유지할 가능성이 연구되고 있다. 호흡 방식만으로 상어의 수면 여부를 단정할 수는 없다.

그러므로 물속에서 멈춘 상어를 보고 곧 질식한다고 생각하거나, 반대로 모든 상어를 가만히 두어도 괜찮다고 보는 것 모두 위험한 단순화다. 아가미를 지나는 물의 흐름이라는 공통 과제는 같지만, 너스상어의 근육 펌프와 외양성 상어의 전진 흐름은 서로 다른 해법이다. 상어가 멈출 수 있는지는 종, 환경과 순간의 행동을 함께 봐야 하며, 이 다양성이 500종이 넘는 상어를 하나의 영화적 이미지로 설명할 수 없는 이유다.