"너무 붐비면" 태어나기 어려워진다? 과밀이 생식에 영향을 미친다는 새로운 연구 결과

"인구가 너무 많아지면, 번식력이 떨어진다" 이 현상은 동물 연구에서 이전부터 알려져 있었다. 좁은 공간에서 사육된 닭은 알을 낳는 수가 줄어들고, 밀집된 쥐는 한 번에 낳는 새끼의 수가 적어진다. 인간에서도 인구 밀도와 출생률 저하의 관계를 보여주는 연구가 있다.

하지만, 그곳에는 많은 요인이 얽혀 있다. 주택비의 급등, 육아 비용, 경쟁 사회, 스트레스, 소음, 오염, 커리어 형성, 결혼이나 출산에 대한 가치관의 변화. 도시에서 아이를 갖기 어려운 이유는 사회적, 경제적으로 설명할 수 있다.

그러나 이번에 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스의 연구팀이 주목한 것은 더 깊은 생물학적 메커니즘이다. 과밀 그 자체가 체내에서 특정 화학적 메신저를 증가시키고, 생식 세포의 DNA를 손상시켜 난자나 배아, 자손의 발생에 영향을 미칠 가능성이 있다는 것이다.

연구의 중심에 있는 것은 인간이 아니라 선충이다. 몸길이 약 1mm의 작은 생물, C. elegans이다. 선충은 생명 과학의 실험 모델로 오랫동안 사용되어 왔다. 세대 교체가 빠르고, 유전자나 세포의 행동을 추적하기 쉽기 때문이다.

연구팀은 선충을 서로 다른 밀도의 집단에서 키웠다. 그러자 보통의 환경에서는 거의 분비되지 않는 CPR-4라는 단백질이, 집단이 매우 고밀도가 되었을 때 증가하는 것을 알게 되었다. 특히, 콜로니가 3,000마리를 넘는 과밀 상태가 되면 이 단백질의 분비가 두드러지게 되었다고 한다.

CPR-4는 인간이나 쥐에도 비슷한 작용을 하는 카텝신B라는 효소의 일종이다. 연구팀에 따르면, 이 단백질은 단순한 스트레스 반응의 표식이 아니라, 생식 세포의 DNA 손상과 관련이 있었다. 과밀 상태에 놓인 선충에서는 생식 세포의 돌연변이가 평균 87% 증가하고, 자손의 수가 줄어들며, 살아남은 자손에게도 발생상의 이상이 보였다.

더 중요한 것은 그 영향이 한 세대에서 끝나지 않았다는 점이다. 게놈 분석에서는 과밀 상태에서 발생한 일부 변이가 자손에게 계승될 가능성이 제시되었다. 즉, 과밀은 단순히 "현재 있는 개체의 번식력을 떨어뜨리는" 것뿐만 아니라, 집단의 유전적 변화에도 관여할 수 있다는 것이다.

이 발견이 흥미로운 것은 과밀에 의한 영향이 방사선의 "바이 스탠더 효과"와 유사했다는 것이다. 바이 스탠더 효과란, 방사선을 직접 받지 않은 세포에도 주변 세포에서 나오는 신호에 의해 손상이 발생하는 현상을 말한다. 연구팀은 이전에 선충에서 이 현상을 조사하여, 방사선으로 스트레스를 받은 세포가 CPR-4를 방출하고, 떨어진 세포의 DNA에 영향을 미친다고 보고한 바 있다.

이번 연구에서는 방사선을 사용하지 않아도 과밀이라는 환경만으로 유사한 분자 반응이 일어나는 것이 증명되었다. 연구자의 표현을 빌리면, 과밀 상태의 동물은 분자 수준에서 "방사선을 받은 것 같은" 상태에 가까워졌다는 것이다.

물론, 여기서 주의해야 할 점이 있다. 이 연구는 주로 선충을 대상으로 한 실험이며, 쥐에서도 유사한 결과가 확인되었다고는 해도, 인간에게 그대로 적용할 수는 없다. 도시에 사는 사람이 단순히 인파 속에서 생활하고 있는 것만으로 같은 메커니즘에 의해 불임이 된다는 이야기는 아니다.

인간의 불임은 매우 복잡하다. 고령, 호르몬, 유전, 감염증, 생활 습관, 환경 오염, 의료 접근성, 경제 상황, 심리적 스트레스 등 많은 요인이 관련된다. WHO는 세계 성인의 약 6명 중 1명이 생애의 어느 시점에서 불임을 경험한다고 보고하고 있지만, 그 원인은 하나로 좁힐 수 없다.

그럼에도 이번 연구는 "과밀"이 생식에 미치는 영향을 생각하는 데 새로운 시각을 더한다. 지금까지 과밀의 영향은 먹이나 공간의 부족, 스트레스 호르몬, 사회적 순위, 감염증의 확산 등으로 설명되는 경우가 많았다. 그러나 이 연구는 동물이 밀집하면 특정 단백질을 분비하고, 그것이 생식 세포의 DNA 손상이나 돌연변이로 이어질 가능성을 제시했다.

더욱이 연구팀은 이 단백질의 작용을 억제하면 과밀에 의한 악영향이 방지된다는 것도 보여주고 있다. 이는 장래에 축산이나 양식 등의 분야에서 응용될 가능성이 있다. 예를 들어, 닭알 생산이나 물고기의 번식 효율을 높이기 위해 과밀 스트레스에 의한 생식에 대한 악영향을 억제하는 기술로 이어질 수 있을지도 모른다.

한편, 인간에 대한 응용에 대해서는 신중해야 한다. 카텝신B를 억제하는 화합물이 개발되고 있다고 해도, 그것이 인간의 불임 치료에 직결되는지는 아직 전혀 별개의 문제이다. 생식 의료는 안전성, 윤리성, 장기적 영향을 신중히 검증해야 하는 영역이다. 특히, DNA 손상이나 돌연변이, 다음 세대에 대한 영향이라는 주제는 안이한 기대만으로 이야기해서는 안 된다.

SNS상의 반응을 보면, 이 연구는 발표 직후라는 것도 있어 폭발적으로 확산되고 있다기보다는 과학 뉴스 계열의 피드나 기사 집약 사이트를 통해 조용히 공유되고 있는 단계로 보인다. Nature Communications 측의 지표에서도 확인 시점에서 큰 반응 수는 보이지 않았고, Phys.org의 기사에도 댓글은 거의 붙어 있지 않았다.

다만, 반응의 방향성으로는 크게 네 가지로 나뉠 것 같다.

첫 번째는 "도시 생활의 스트레스와 저출산을 연결 지어 생각하고 싶다"는 반응이다. 고밀도의 도시, 만원 전철, 좁은 주택, 높은 생활비. 이러한 현실을 아는 사람일수록 "과밀이 생식에 영향을 미친다"는 헤드라인에 직관적인 설득력을 느끼기 쉽다.

두 번째는 "인간에게 적용하는 것은 너무 이르다"는 신중론이다. 이는 매우 중요하다. 선충이나 쥐의 결과는 생물학적 메커니즘을 이해하는 데 가치가 있다. 그러나 인간 사회의 출생률 저하를 이 효소만으로 설명하는 것은 무리가 있다. 저출산에는 교육, 고용, 주택, 젠더 규범, 의료 제도, 육아 지원 등이 복잡하게 얽혀 있다.

세 번째는 축산·양식에의 응용에 주목하는 반응이다. 과밀 사육은 생산성의 문제일 뿐만 아니라, 동물 복지의 문제이기도 하다. 만약 과밀에 의한 생식 저하의 분자 메커니즘이 밝혀진다면, 생산 효율뿐만 아니라 사육 환경의 재검토로 이어질 가능성이 있다.

네 번째는 "과밀"이라는 단어 자체에 대한 경계이다. 인구 문제는 역사적으로 차별이나 우생 사상, 강제적인 인구 정책과 연결되어 이야기되어 온 경위가 있다. 따라서 이 종류의 연구를 사회에 소개할 때는 "사람이 많은 지역이 나쁘다" "도시에 사는 사람이 열등하다"는 오해를 피할 필요가 있다.

이번 연구의 본질은 인간의 수를 단순히 문제시하는 것이 아니다. 오히려 생물은 밀도의 변화를 감지하고, 이에 따라 체내의 분자 신호를 바꿀 가능성이 있다는 점에 있다. 과밀 환경은 단순한 물리적 혼잡이 아니라, 몸 안의 세포나 유전자에까지 닿는 생물학적 정보가 될 수 있다.

이 시각은 현대 사회를 생각하는 데도 시사적이다. 세계 인구는 1950년의 약 3배로 증가하여 현재는 약 83억 명에 가까워지고 있다. 한편, 세계의 출생률은 1950년 여성 1인당 약 5명에서 2021년에는 약 2.3명으로 감소한 것으로 알려져 있다. 인구는 계속 증가하고 있는데, 많은 지역에서는 아이가 태어나기 어려워지고 있다. 이 겉보기에는 모순된 상황의 배경에는 사회의 성숙, 교육, 도시화, 의료, 경제, 그리고 생물학적 요인이 겹쳐져 있다.

과밀은 반드시 "인구가 많다"는 한 마디로 측정할 수 있는 것은 아니다. 넓은 나라에서도 도시부에 인구가 집중되면 과밀은 일어난다. 반대로 인구 밀도가 높아도 주택, 교통, 의료, 녹지, 일하는 방식, 육아 지원이 잘 갖춰져 있으면 스트레스는 크게 달라진다. 인간 사회에 중요한 것은 단순한 인구 수보다도 어떤 환경에서 살고 있는가이다.

이번 연구는 과밀이 생식에 영향을 미치는 분자 메커니즘의 일단을 보여주었다. 그러나 그것은 "도시에 살면 불임이 된다"는 단순한 이야기가 아니다. 오히려 밀집된 환경이 생물에게 어떤 신호를 보내고, 그 신호가 어떻게 다음 세대에 영향을 미칠 수 있는지를 탐구하는 연구이다.

앞으로의 과제는 많다. 인간의 세포나 조직에서 유사한 메커니즘이 어디까지 작동하는가. 도시 생활의 어떤 요소가 생식 건강에 영향을 미치는가. 카텝신B 계열의 효소를 억제하는 것이 안전하고 유효한가. 과밀에 의한 스트레스 반응은 어디까지가 진화적인 적응이고, 어디서부터가 건강 위험인가.

그럼에도 이 연구가 던지는 질문은 강하다. 생물은 주변의 혼잡을 단지 참기만 하는 것이 아닐지도 모른다. 밀도의 변화를 감지하고, 세포 수준에서 반응하며, 경우에 따라서는 다음 세대에까지 영향을 남긴다. 과밀은 사회 문제인 동시에 생물학의 문제이기도 하다.

저출산, 불임, 도시화, 인구 증가. 이들은 별개의 뉴스로 이야기되기 쉽다. 그러나 이번 연구는 그것들 사이에 있는 보이지 않는 접점을 비추고 있다. 사람이, 동물이, 세포가 얼마나 밀도의 가운데에서 살아가는가. 그 질문은 앞으로의 도시 설계, 의료, 농업, 그리고 생명 과학에 있어 점점 더 중요해질 것이다.

출처 URL

Phys.org. 과밀 상태가 생식 능력을 저하시킬 가능성과 CPR-4/카텝신B에 관한 연구 내용을 소개.
https://phys.org/news/2026-05-overpopulation-impair-fertility.html

콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스의 공식 기사. 연구자 코멘트, 과밀 상태와 생식 세포에 대한 영향, 선충·쥐 실험의 개요를 확인.
https://www.colorado.edu/today/2026/05/21/overpopulation-can-impair-fertility-new-study-explains-why

Nature Communications 게재의 원 논문. CPR-4/카텝신B, 과밀 환경, 생식 세포의 DNA 손상, 돌연변이율 증가, 세대를 초월한 영향에 관한 일차 연구.
https://www.nature.com/articles/s41467-026-72521-6

EurekAlert!의 연구 발표 페이지. 연구 방법, 대상이 동물 실험이라는 것, DOI, 발표 정보, 연구의 요점을 확인.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1129213

WHO의 불임에 관한 발표. 세계에서 성인의 약 6명 중 1명이 불임을 경험한다는 배경 정보를 확인.
https://www.who.int/news/item/04-04-2023-1-in-6-people-globally-affected-by-infertility