철새처럼 수천 킬로미터를 날아 멕시코와 중앙아메리카의 보호구역으로 이동하는 제왕나비(Monarch butterfly)는 오랫동안 생태학자들에게 수수께끼였다. 개체가 작고 가벼운 탓에 추적 장비를 달기 어려웠기 때문이다. 미국 버지니아공대 보존관리연구소(CMI)의 제니퍼 웨버 박사와 숀 커츠먼 연구진은 무게 0.5g 미만으로 줄어든 무선 펄스 태그를 이용해 이 한계를 넘어서고 있다. 이 태그는 블루투스 신호를 내보내고, 주변을 지나는 스마트폰과 차량, 기지국이 백그라운드 기능으로 그 신호를 받아 연구진에게 시간과 위치 정보를 전달한다. 나비가 사실상 지나가는 사람의 휴대폰을 빌려 '안부 전화'를 거는 셈이다.
휴대폰망을 센서로 바꾼 발상
핵심은 별도의 수신 인프라를 깔지 않고 이미 대륙 전체에 깔린 통신 기기를 수신기로 활용한다는 점이다. 전송되는 정보는 기기에 관한 어떤 데이터도 없이 오직 태그 번호와 위치뿐이다. 웨버는 이를 두고 "시민 과학이지만 군중이 동력이 되는 방식"이라고 표현했다. 덕분에 과거에는 손에 넣을 수 없던 수준의 데이터가 쌓인다. 비행 경로를 수백 개의 데이터 포인트로 들여다보면, 나비가 고속도로 회랑을 따라 이동하는지, 급격한 기상 변화에 어떻게 반응하는지, 어디에서 꿀을 빨며 쉬어 가는지 같은 미시적 행동까지 드러난다. 버지니아공대 캠퍼스에서 9월에 태그를 단 한 개체는 불과 두 시간 만에 두 개의 능선을 넘어 서쪽 자일스 카운티의 뉴리버 인근에서 포착됐다. 겉보기엔 정처 없이 날갯짓하는 듯해도 실제로는 뚜렷한 방향으로 빠르게 움직이고 있었던 것이다.
이름 붙은 나비들의 여정
연구진은 태그를 단 일부 나비에 이름을 붙여 추적했다. 9월 뉴리버밸리에서 태그를 단 '스니지'는 10월 17일 멕시코에서 신호가 잡혔고, '애디슨'과 '슬리피'는 텍사스에서 확인된 뒤 통신 권역 밖으로 벗어난 것으로 보인다. '한'과 '샌드맨'은 각각 앨라배마와 사우스캐롤라이나에, '오리온'과 '워커'는 열대폭풍 '이사이아스'를 만난 조지아를 거쳐 다시 서쪽으로 향했다. 가장 극적인 사례는 프레더릭스버그 인근 포트 A.P.힐에서 태그를 단 '토머스'다. 미시시피에서 마지막으로 잡힌 뒤 1,600여 킬로미터 떨어진 멕시코 남부에서 다시 신호가 떴다. 연구진은 토머스가 멕시코만 연안을 따라 월동지로 갈 것이라 예상했지만, 그는 만을 가로질러 코아트사코알코스 동쪽, 월동지보다 한참 남쪽에서 포착됐다. 웨버는 토머스를 포함한 몇몇 개체가 소용돌이치는 폭풍 시스템에 휩쓸려 멕시코 해안에 내려앉은 것으로 설명했다.
아직은 비싼 기술, 그래서 남은 한계
화려한 성과 이면에는 분명한 제약이 있다. 이번에 펄스 태그를 단 나비는 모두 35마리에 불과하다. 태그 단가가 여전히 높아 대부분의 나비에는 발견자의 연락처가 적힌 작은 날개 스티커를 붙이는데, 이 '유리병 편지' 방식으로 돌아오는 데이터는 극히 일부에 그친다. 무선 태그 역시 완벽하지 않다. 야생지대 상공을 나는 나비는 며칠씩 위치가 잡히지 않을 수 있고, 그럴 때 연구진은 태그가 고장 났는지, 떨어졌는지, 아니면 나비가 죽었는지 알 길이 없다. 커츠먼이 추정한 생존율은 25~28% 수준이다. 실시간 지도를 그릴 만큼 촘촘한 데이터와, 통신망이 닿지 않는 곳에서 생기는 공백이 공존하는 셈이다.
연구 설계에도 의도가 담겨 있다. CMI 연구진은 버지니아의 세 군사 시설 일대 연방 토지에서 개체를 포집했다. 산악권 개체군은 래드퍼드 무기창에서, 피드몬트 개체군은 포트 A.P.힐에서, 해안 개체군은 오세아나 해군 항공기지와 랭글리-유스티스 합동기지에서 태그를 달았으며 캠퍼스 개체는 산악권 코호트에 포함됐다. 지역별로 나누어 태그를 단 것은, 버지니아 서로 다른 지역의 나비들이 멕시코까지 같은 이동 회랑을 쓰는지, 아니면 플로리다 남쪽으로 내려가는 식의 별개 경로를 택하는지 확인하기 위해서다.
이렇게 모인 데이터는 한 연구실에 머물지 않는다. 멸종 위협종인 제왕나비를 연구·보전하는 비영리기구 모나크 조인트 벤처, 무척추동물 보전을 위한 저시스 소사이어티, 그리고 수십 개 대학·연구 그룹이 참여하는 협력 사업 '프로젝트 모나크'가 데이터를 한데 모은다. 웨버의 표현대로 "모두가 같은 솥에 데이터를 던져 넣는" 방식으로, 필요한 누구나 쓸 수 있게 공개하는 것을 지향한다.
실무로 이어지는 함의
경로 데이터가 쌓이면 결국 토지 관리 방식이 바뀐다. 넓은 연방 토지든 애호가의 작은 뜰이든, 제왕나비에게 도움이 되는 식물을 심는 일이 생태적으로 중요해진다. 웨버가 강조한 대목은 특히 실무적이다. 애벌레를 위한 밀크위드만 심고 성충을 방치해서는 안 된다는 것이다. 밀크위드는 가을까지 버티지 못하므로, 이후에는 윙스템과 엉겅퀴, 미역취 같은 식물에 의존하게 된다. 결국 한 철이 아니라 사계절 내내 먹이를 공급할 수 있도록 다양한 식물을 함께 갖추는 것이 핵심이다. 데이터 기반 추적이 보여주는 것은 나비 한 마리의 낭만적 여정이 아니라, 어느 계절 어느 길목에 어떤 서식 자원이 필요한지를 지도 위에 구체적으로 그려 넣는 작업이다.