살충제 알고 쓰자

여름철 밤잠을 설치게 만드는 모기가 귓가에 윙윙거릴 때, 우리는 본능적으로 모기약 캔을 집어 들어 허공에 하얀 스프레이를 분사한다. 치명적인 연기를 뒤집어쓴 모기는 몇 초 지나지 않아 날갯짓을 멈추고 바닥으로 뚝 떨어져 파르르 떨다 죽음을 맞이한다. 불과 1초도 안 되는 찰나에 곤충의 생명을 앗아가는 이 캔 속의 액체는 도대체 어떤 마법의 성분일까? 우리는 살충제를 너무나 일상적으로 방안에 뿌리고 아이들 피부에 바르지만, 그 화학적 본질은 인간이 신경가스로 만들어낸 '독(Toxin)'과 소름 끼치도록 구조가 똑같은 신경 마비 물질이다. 곤충을 향한 이 정밀한 화학 무기는 20세기 농업 생산량을 기하급수적으로 늘리고 말라리아로부터 수백만 명의 목숨을 구한 기적의 알약이었지만, 동시에 생태계의 사슬을 끊어버리고 새들의 노랫소리를 빼앗아 간 저주의 가루이기도 했다. 곤충의 뇌 신경망을 교란시키는 살충제의 차가운 생화학적 메커니즘과, 레이첼 카슨의 '침묵의 봄'이 경고한 그 뼈아픈 부작용의 역사를 파헤쳐 보자.

신경 스위치를 끄지 못하게 만들다, 유기인계

시중에 파는 살충제의 가장 대표적인 원리는 곤충의 '신경계'를 폭주시켜 죽이는 것이다. 곤충이나 인간의 신경 세포(뉴런)는 전기 신호를 다음 세포로 전달할 때 '아세틸콜린'이라는 화학 물질(스위치)을 분비한다. 이 스위치가 켜지면 근육이 수축한다. 근육이 움직인 직후에는 '콜린에스터레이스'라는 효소가 재빨리 나와 아세틸콜린 스위치를 부숴버려야 근육이 이완되고 쉴 수 있다. 그런데 과거에 많이 쓰였던 '유기인계'나 '카바메이트계' 살충제는 바로 이 스위치를 끄는 효소(청소부)의 작동을 완전히 묶어버린다. 청소부가 사라지니 아세틸콜린 스위치는 꺼지지 않고 계속 켜진 상태로 방치된다. 모기의 뇌와 근육에는 "계속 수축하라"는 신경 신호가 미친 듯이 쏟아져 들어가고, 근육이 쉴 새 없이 경련을 일으키다 결국 호흡 마비와 심장 마비로 처참하게 죽게 되는 것이다. 흥미롭게도 이 원리는 나치 독일이나 북한이 암살에 사용했던 맹독성 신경가스 '사린(Sarin)'이나 'VX' 독가스와 완벽하게 똑같은 화학적 메커니즘을 쓴다. 인간과 곤충의 신경 구조가 비슷하기 때문이다.

국화꽃의 살인 비법, 피레스로이드

그렇다면 왜 가정용 모기약 에프킬라를 뿌린 방 안에서 인간은 멀쩡히 숨을 쉬고 살아남을 수 있을까? 최근 가정용 살충제의 주성분은 '피레스로이드(Pyrethroid)'라는 화합물이다. 이 물질은 원래 제충국이라는 국화꽃에서 곤충을 쫓기 위해 자연적으로 만들어내는 독성 물질(피레트린)을 인간이 화학적으로 더 강하게 합성한 것이다. 피레스로이드는 유기인계와 달리 신경 세포의 '나트륨 이온 통로'에 달라붙어 통로가 닫히지 않게 만들어 신경 전류를 폭주시킨다. 인간이 이 성분에 안전한 이유는 덩치가 커서 독의 희석 비율이 낮기도 하지만, 가장 결정적인 이유는 인간과 같은 포유동물은 몸속에 피레스로이드를 분해할 수 있는 특정 방어 효소를 가지고 있기 때문이다. 간에서 이 화학 물질을 순식간에 분해해 소변으로 배출해 버리므로 인간이나 개에게는 상대적으로 안전하다. 하지만 이 분해 효소가 턱없이 부족한 고양이나 물고기, 꿀벌 등에게는 모기약이 치명적인 맹독으로 작용하여 쇼크사를 유발할 수 있으므로 각별한 주의가 필요하다.

DDT의 기적과 침묵의 봄

살충제의 역사에서 빼놓을 수 없는 가장 극적인 화합물이 바로 'DDT(디클로로디페닐트리클로로에탄)'다. 2차 세계대전 중 개발된 DDT는 곤충의 신경 통로를 박살 내는 극강의 살충력이 있으면서도 포유류에게는 당장 독성이 나타나지 않았다. 미군들은 이를 머리의 이(Lice)를 잡기 위해 사람의 알몸에 밀가루처럼 펑펑 뿌려댔고, 늪지대에 살포해 말라리아와 발진티푸스를 옮기는 모기를 완벽하게 박멸해 냈다. 수억 명의 목숨을 구한 기적의 약으로 칭송받으며 개발자인 파울 뮐러는 노벨 생리의학상까지 받았다. 그러나 이 기적의 약은 지구 생태계를 파괴하는 악마의 가루였다. 1962년 해양생물학자 레이첼 카슨(Rachel Carson)은 명저 '침묵의 봄'을 통해 DDT의 끔찍한 실체를 고발했다. DDT는 자연 상태에서 수십 년 동안 분해되지 않고 물과 흙에 스며들었고, 플랑크톤에서 작은 물고기, 큰 물고기를 거쳐 최종 포식자인 독수리와 펠리컨의 몸속으로 축적(생물 농축)되었다. 최상위 포식자의 몸속에 쌓인 고농도의 DDT는 새들의 칼슘 대사를 교란시켜 알껍데기를 종잇장처럼 얇게 만들었고, 새들이 알을 품을 때마다 알이 깨져 새끼가 부화하지 못하는 참극이 벌어졌다. 봄이 와도 새가 울지 않는 '침묵의 봄'이 도래한 것이다. 결국 전 세계는 DDT의 사용을 전면 금지하며 인류 최초의 글로벌 환경 운동의 방아쇠를 당기게 되었다.