'맥가이버 칼'로 피 빨아먹고···70만명 목숨 뺏는 살인 흡혈귀

사람의 피를 빨고 있는 모기. [중앙포토]

‘지각 장마’, ‘마른장마’로 불리던 장마도 막바지에 접어들었다. 장마가 끝나고 한더위가 나타나면 모기들도 다시 극성을 부릴 터이다.

모기는 전 세계에서 매년 70만 명의 목숨을 앗아가는 사람에게 있어 가장 위협적인 동물이다.
일본뇌염·말라리아·뎅기열·황열병·치쿤구니아열병·지카바이러스 등 여러 질병을 옮기기 때문이다.

모기가 지구 상에 나타난 것은 2억2600만 년 전이고, 남극 대륙을 제외한 지구 상 어느 대륙에나 살고 있다.

모기와 전쟁은 인류의 역사만큼 오래된 일이고, 인류는 모기를 없애기 위해 유전자 조작 등 새로운 첨단기술까지 동원하고 있다.
그렇다면 모기를 없애는 일은 가능한지, 가능하다면 그렇게 해도 문제는 없는 것일까.

30m 거리에서도 사람 찾아낸다

이집트숲모기 [중앙포토]

모기 암컷이라고 해서 사람 피만 먹는 것은 아니다. 에너지를 얻기 위해서는 당분을 섭취해야 한다.
사람의 피를 먹는 것은 알을 발달시키는 데 필요한 단백질을 얻기 위해서다.

모기들이라고 모두 사람 피만 찾는 것도 아니다.
지구 상에는 3500여 종의 모기, 국내에는 56종의 모기가 있는데, 모기 종마다 선호하는 동물이 다르다. 포유류나 새는 물론 매미·사마귀 같은 곤충을 공격하기도 한다.
사람의 피를 선호하는 종은 전체 중 일부인 200종 정도다.

모기는 먹잇감인 사람을 찾아낼 때는 사람이 호흡으로 내뿜는 이산화탄소(CO2)와 사람의 몸에서 나는 냄새, 즉 체취가 중요한 역할을 한다.
모기는 30m 떨어진 곳에서도 ‘먹잇감’의 냄새를 찾아낼 수 있다.
이런 일이 가능한 것은 모기에게 정교한 센서가 있기 때문이다. 모기의 더듬이와 코에는 150여개의 수용체가 있다.

지난 17일 생물학 분야 국제학술지인 ‘커런트 바이올로지’에 게재된 미국 워싱턴대학 연구팀 논문에 따르면 모기가 특정 화학물질을 후각으로 인식하면 뇌에 변화가 생기고, 그 후 시각을 동원해 먹잇감을 찾는다.

체취는 피부를 통해 사람이 배출하는 화학물질, 그리고 피부에 붙어사는 미생물에 영향을 받는다.
또, 모기의 종류에 따라 끌리는 화학물질도 다르다. 말라리아모기는 사람의 발 냄새에 이끌리는 것으로 알려져 있다.

임신부의 경우 상대적으로 이산화탄소를 많이 배출하고, 체온도 높아 모기에게 잘 물리는 편이다.
모기가 맥주를 마신 사람을 선호하는 것으로 알려져 있다.

O형 혈액형을 가진 사람이 A형 혈액형을 가진 사람보다 두 배는 잘 물리고, B형은 그 중간쯤 된다는 연구결과도 있으나 신빙성은 높지 않다.

모기의 입에는 맥가이버 칼이 달려있다

사람의 피를 빨고 있는 모기 [중앙포토]

당연한 얘기지만 모기가 사람의 피를 먹을 때는 주사기나 빨대를 사용하지 않는다.
암컷 모기의 입에는 여섯 가지의 무기를 장착하고 있다. 1쌍의 큰턱(mandible)과 1쌍의 작은턱(maxilla), 1개의 윗입술(labrum)과 1개의 아래인두(hypopharynx) 등이 마치 스위스 군용 칼(맥가이버 칼)처럼 모여 있다.

모기는 이들 기관을 송곳처럼 사용해 사람의 피부를 뚫기도 하고, 면도날처럼 사용해 베기도 한다. 모기는 또 이 기관들을 톱으로, 지렛대로, 피부를 잡는 집게로도 활용하기도 한다.

작은 이빨이 달린 작은턱은 피부를 톱질하는 데 사용되고, 큰턱은 톱질할 때 피부를 붙잡는 역할을 한다.
혈관을 뚫는 것은 윗입술의 역할인데, 아무 데나 찌르는 것은 아니다. 윗입술의 끝에는 혈액 화학물질을 감지하는 수용체가 있어서 정확히 혈관을 찾아 찌른다. 혈관을 뚫고 들어간 윗입술은 빨대의 역할을 한다.

모기 입의 구조

아래인두는 속이 비어있고, 여기를 통해 모기의 타액(침)이 사람의 혈관으로 들어가게 된다. 모기의 침에는 혈액이 응고하지 않도록 하고 혈관을 확장하는 화학물질이 포함돼 있다.

이 때문에 모기가 피를 빠는 동안 혈관수축이나 혈액 응고, 혈소판 응집 같은 현상이 일어나지 않는다.
모기의 침은 사람의 면역반응을 조절하는 기능도 있다.

모기에게 물리면 가렵고 빨갛게 부어오른다. 이는 면역글로불린 항체(IgG와 IgE)가 모기의 침 성분과 반응하면서 생긴 면역반응 탓이다. 보통은 얼음찜질이나 암모니아수를 바르면 가라앉는데 심한 경우는 코르티코스테로이드제를 발라야 할 때도 있다.

모기 죽이는 피를 가진 사람도 있다

지난 2013년 부산 해운대구 반여1동은 수영강생태보존협회·유치원생·주민 등 300여 명과 함께 수영강 체육공원에서 ‘모기 퇴치 미꾸라지 5만 마리 방류 행사’를 가졌다.이날 행사는 모기가 기승을 부리는 여름철을 앞두고 산책객과 주민을 괴롭히는 모기를 사전에 퇴치하기 위한 행사로 미꾸라지는 하루에 1000 마리 이상의 모기 유충(장구벌레)을 포식하는 것으로 알려져 있다. [중앙포토]

사람들은 모기를 피하기 위해 다양한 방법을 사용한다. 풀이나 짚을 태우는 모깃불을 피우는 것도 오래된 방법이다.
모기가 알을 낳는 웅덩이 같은 서식지 자체를 없애는 것도 중요하다.
모기가 알을 낳을 만한 장소에 미꾸라지나 금붕어 등을 풀어 물고기가 유충을 잡아먹도록 하는 방법도 있다.

살충제를 뿌리기도 했지만, DDT 같은 살충제는 사람이나 생태계에 심각한 영향을 미치는 것으로 드러나 사용이 금지됐다.
모기가 자라는 모든 웅덩이에 살충제를 뿌리기에는 부작용이 너무 많다.
모기가 실내에서 설치는데 실내에서 살충제를 함부로 뿌리기도 어렵다.

모기를 쫓기 위해 모기향이나 전자모기향을 사용하지만 완벽한 효과를 거두기 어렵고, 도시 아파트에서 모기장을 사용하는 것도 불편하다.

최근에는 스마트폰에 애플리케이션을 설치하거나 휴대용 퇴치기를 이용해 수컷 모기의 비행 소음 주파수를 재현하는 방법도 나왔다.
피를 빠는 산란기의 암컷 모기는 숫모기를 경계하고 피해 다니는 점을 활용했다.

곰팡이나 세균 등을 사용해 모기를 억제하려는 연구도 진행되고 있다.
울바치아(Wolbachia) 같은 세균은 모기의 세포, 정자·난자 내에서도 살아간다.
울바치아에 감염된 정자가 감염되지 않은 난자와 결합해서 만들어진 수정란은 죽고 만다.

디에틸톨루아미드(diethyltoluamide, DEET)나 피카리딘, 유칼립투스 기름 등 다양한 기피제도 사용된다.

지난해 3월 국제학술지 ‘랜싯 감염병’에 게재된 논문에서는 이버멕틴(ivermectin)이란 기생충 치료제가 모기를 억제하는 데 도움이 될 수 있다는 연구결과를 소개했다.
이버멕틴 주사를 맞은 사람의 피를 마신 말라리아모기가 죽는다는 것이다.

이처럼 이론적으로 사람 혹은 사람의 피 자체를 모기 방어 수단으로 삼는다는 전략도 가능하다.
하지만 일반적으로 주사하는 양의 3배 정도는 돼야 효과가 있는 데다 해당 기생충이 없는 지역에서는 실제 사용하기도 어렵다.

손만 휘저어도 피할 수 있다

지난달 17일 오전 경기도 수원시 장안구 경기도보건환경연구원에서 연구원들이 매개 모기 분류작업을 하고 있다. 경기도 파주지역에서는 말라리아 원충에 감염된 '얼룩날개모기'도 발견된다.[연합뉴스]

하지만 의외로 아주 간편하게 모기를 쫓을 수 있다. 바로 모기가 주변에서 앵앵거리면 팔을 휘젓거나 찰싹 손뼉을 쳐서 모기를 쫓으면 된다.

모기는 사람의 체취를 맡고 접근하지만 동시에 공기의 진동은 싫어한다. 공기의 진동, 흐름을 받게 되면 모기는 대단히 불편해한다.

지난해 1월 학술지 ‘커런트 바이올로지’에 게재한 논문에서 미국 워싱턴 대학의 제프 리펠 박사는 “모기는 사람의 체취를 기억하고 그런 체취를 가진 사람을 찾아낸다”며 “모기는 공기의 진동과 특정한 사람의 고유한 체취를 연결시켜 기억하기도 한다”고 밝혔다.

공기 진동과 특정한 개인의 체취와 연결되면, 모기는 그 냄새에 불편해지고 그 냄새를 피하게 된다는 것이다.
모기는 24시간 동안 이런 안 좋은 기억을 간직하며, 24시간 뒤에는 잊어버린다.
그 사이라도 같은 방에 다른 사람이 새로 들어오면 모기는 그 사람의 체취를 맡고 피를 빨기 위해 접근한다.

하지만 한정된 방 안에 모기가 한두 마리만 있다면 이 방법이 통할 수도 있겠지만, 야외에서는 별 도움이 되지 않을 것 같다.

사람의 몸에서 나오는 물질로 모기를 쫓는 천연 기피제를 개발하려는 연구도 진행된다.
2013년 미국 농무부(USDA) 연구팀은 사람의 몸에서 방출하는 270개 정도의 물질 중에서 20여 개의 물질을 특허 등록했다.
이들 물질을 피부에 바르면 모기가 사람의 체취를 파악하지 못해 사람을 공격하지 않는다는 것이다. 이들 물질은 화학 구조가 비슷했는데, 대표적인 게 1-메틸피페라진(1-methylpiperazine)이다.

모기가 사람을 인식하지 못하도록 만드는 화학물질인 1-메틸피페라진의 화학구조

이 물질을 손에 바른 뒤 모기가 가득한 상자에 손을 넣어도 모기가 인식하지 못한다는 것이다.

이 물질은 모기를 끌어들이는 젖산 같은 물질의 효과를 막거나, 모기가 냄새를 맡는 능력을 저하해 결과적으로 사람이 ‘투명 망토’를 두른 것처럼 된다는 게 연구팀의 설명이다.

유전자를 변형시켜 모기를 없앤다

중국 광조우에 있는 광조우 울바키 생명공학 회사가 실험실에서 배양 중인 모기. 모기 암수가 서로 다른 타입의 울바키 세균에 감염된 경우 거기서 나오는 자손은 생존할 수가 없다. [AP=연합뉴스]

유전자를 조작하거나 변형시켜 모기를 제거하려는 움직임도 20여 년 전부터 있었다. 이른바 GM(Genetically Modified) 모기다.

2010년에는 미국과 영국 연구팀이 수컷 모기의 유전자를 조작, 다음 세대에 날지 못하는 암컷 모기가 태어나도록 하는 데 성공했다.
수컷 모기는 날아다니고 짝짓기를 할 수 있지만, 암컷은 날아다니지 못하고 사람도 물 수 없게 된 것이다.

비슷한 시기 영국 옥시텍(Oxitec)이란 생명공학 회사는 뎅기열을 옮기는 모기(Aedes aegypti)의 수컷 유전자를 조작, 정상적인 암컷과 교배하면 알에서 부화한 모기 유충들이 조기에 사망하도록 하는 데 성공했다.

옥시텍은 이 GM 수컷 모기를 말레이시아와 브라질 등에 적용했다.
2011년 브라질 주아제이로라는 인구 28만8000명의 도시에서는 뎅기열을 옮기는 모기(A. aegypti)를 줄이기 위해 유전자 변형된 모기 1000만 마리 이상을 방사했고, 1년 뒤 긍정적인 결과를 얻었다고 발표한 바 있다.

하지만 GM 모기의 방사에 대한 반대도 많았다. 옥시텍 측은 “유충이 바로 죽기 때문에 변형된 유전자가 모기 후손이나 다른 종에게 전달되지는 않고, GM 수컷 모기는 항생제인 테트라사이클린을 먹어야 생존할 수 있도록 유전자를 조작했기 때문에 자연계에 방출해도 문제가 없다”고 강조했다.

최근에는 유전자 가위(CRISPR)라는 더욱 발달한 기술이 활용된다. 올해 초 이탈리아 연구팀은 암컷 모기를 수컷과 가깝게 만드는, 일종의 ‘자웅동체’ 같은 모기를 만들어 냈다.

이탈리아 테르니에 위치한 이 연구실에서는 암컷 모기의 입 수컷 모기 입처럼 만들어 피를 못 빨게 만들고, 결국 알을 못 낳게 만들었다. 유전자 한 쌍 모두 변형된 경우는 불임이 되는 셈이고, 한쪽만 변형된 경우는 후손에게 변형된 유전자를 전달한다.
7~11세대 만에 정상적인 모기는 자취를 감췄다는 게 연구팀의 설명이다.

이에 대해 반대 의견도 많다. “복잡한 생태계에 어떤 영향을 미칠지 모르기 때문에 위험하다”며 “차라리 모기가 자라지 않도록 하수도 시스템을 개량하는 게 낫다”는 지적이다.
연구팀은 “다른 모기 종으로 변형 유전자가 흘러 들어가지 않았다”고 반박했다.

모기 박멸해도 문제는 없나?

지난달 18일 오전 광주 북구 임동 광주천 일대에서 광주 북구보건소 감염병관리팀 긴급방역반원들이 각종 전염병과 일본뇌염 매개 모기인 빨간집모기 예방을 위해 긴급방역을 하고 있다. [광주 북구청 제공=연합뉴스]

북극 툰드라에서는 한꺼번에 부화한 모기가 마치 구름처럼 날아오른다. 이런 모기떼 때문에 순록이 이동 경로를 바꾸기도 한다.

엄청난 툰드라의 모기는 이곳에서 여름을 나는 철새의 먹이가 된다. 물속 모기 유충은 물고기의 먹이도 된다.
먹이사슬에서 중요한 역할을 하는 셈이다.

사람들은 유전자 조작을 통해 사람에게 병을 옮기는 모기를 없애려 하고 있다. 새로운 첨단 기술이면 실제로 특정한 모기 종을 박멸할 수도 있게 됐다.

일부에서는 사람이 한 생물 종을 완전히 없애는 것이 문제가 없을까 우려한다.
툰드라의 모기가 사라진다면 철새의 숫자가 절반으로 줄어들 것이라고 경고하는 목소리도 있다.

모기가 없다면 거미나 다른 곤충이나 도마뱀·개구리 등도 중요한 먹잇감을 잃게 된다.
프랑스 카마르그 지역에서 진행된 연구 결과, 모기를 없앤 지역에서는 흰털발제비가 둥지 낳는 알 숫자도 평균 3개에서 2개로 줄었다.

모기는 꽃가루를 옮겨주는 매개 곤충 역할도 한다.
모기가 모두 사라진다면 코코아 같은 열대작물도, 초콜릿도 맛볼 수 없을지도 모른다.

하지만 다른 쪽에서는 해로운 모기 한두 종을 없앤다 하더라도 기존의 종이 차지하고 있던 생태학적 '틈새(Niche)'를 다른 모기 종이 차지할 수 있기 때문에 큰 문제가 없다고 주장한다.

기상이변과 온난화의 영향도 받는다

케냐의 어린이가 말라리아 예방 백신 주사를 맞고 있다. [AP=연합뉴스]

열대 지방에 서식하는 말라리아모기의 경우 지구온난화로 인해 서식 범위가 넓어지는 것으로 알려졌다. 말라리아모기가 적도를 기준으로 북쪽이나 남쪽으로 확산하는 것이다.
또, 온난화로 인해 과거보다 고도가 높은 지역까지 분포가 넓어지고 있기도 하다. 아프리카 킬리만자로 산을 따라 높은 곳으로 이동한다.

기상이변의 영향도 무시할 수 없다.
일부에서는 폭염이 극심해지면 모기들이 줄어들 수도 있다고 주장한다. 하지만 폭염이 심하다고 해서 모기가 줄어든다는 뚜렷한 증거는 없다.
일반적으로 기온이 상승하면 모기의 생활사(Life-cycle) 주기가 짧아져 모기가 많아질 가능성도 크다.

대신 가뭄이 심하든지, 아니면 폭우가 쏟아지면 모기 숫자가 줄어든다.
가뭄이 심하면 모기가 알을 낳을 수 있는 웅덩이가 줄어든다.

질병관리본부 국립보건원 이희일 연구관은 “폭우가 쏟아지면 웅덩이에 있던 모기 알과 유충이 다 떠내려가는 바람에 모기가 줄어들 수 있다”며 “같은 강우량이라도 비가 20㎜씩 10번 내리는 것과 한꺼번에 200㎜ 내리는 것은 모기 숫자에 큰 영향을 줄 수 있다”고 말했다.

강찬수 환경전문기자  kang.chansu@joongang.co.kr