Breaking
Life
‘해양 바이러스 생태계’, 지구 산소 50% 생성해…“없어선 안 될 생명체”
2019-07-19 09:34:01
이강훈
미생물이라 일컫는 작은 생물체는 해양 생태계에서 바다의 생물 다양성 대부분을 구성한다(사진=게티 이미지)

[리서치페이퍼=이강훈 기자] 해양 바이러스 생태계가 지구에 중요한 역할을 하고 있다.

이 미생물 중 일부는 바이러스, 박테리아 및 원생생물이다. 이들은 지구의 생명을 유지하는 해양의 능력에 주로 영향을 미친다.

이들은 먹이 사슬의 중요한 일원이며 동시에 우리가 호흡하는 산소를 거의 50% 가까이 생성한다.

생명체가 미생물로 간주되려면 1mm 이하의 크기라야 한다. 미생물은 먹이 사슬의 기반을 맡기 때문에 지구의 생태계에 중요하다. 이들은 동시에 지구의 거의 모든 유기 물질들도 재활용한다.

예를 들어 바다에서 발견되는 광합성 박테리아와 단세포 조류는 해양 먹이 사슬의 생산자 역할을 맡는 것이다. 이들은 지구의 대기에 산소를 생성하며, 바이러스, 박테리아, 원생 생물 및 많은 작은 다세포 생물이 포함돼 있다.

엑스퍼디션 파운데이션의 기사에 따르면 이 미생물들의 생물 다양성은 지구에 존재하는 생명체들의 번성과 다양화에 필수적이다.

수십억 년 동안 발달된 지구의 생물 다양성은 우리가 보유하고 있는 전부다. 이것을 잃게 되면 생명체들은 큰 어려움에 처할 것이다.

과학자들이 발견한 해양 바이러스는 거의 20만 종류에 달한다

미생물이라 일컫는 작은 생물체는 해양 생태계에서 바다의 생물 다양성 대부분을 구성한다. 해양 생태계를 둘러싼 대부분의 연구는 상어, 산호초, 거북이 등을 대상으로 한다.

그러나 해양에 존재하는 바이러스에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 최근 국제적인 연구진이 전 세계를 탐험한 끝에 약 20만 종류의 해양 바이러스를 밝혀냈다.

해양 바이러스의 생태 다양성을 대상으로 한 조사에 따르면, 이 수치는 현재까지 알려진 1만 5,000종류의 바이러스와 배양된 바이러스로부터 얻은 약 2,000개의 유전체를 초월한다.

과학 전문 매체 사이언스 데일리 지의 한 기사에 따르면 본 연구 결과는 진화와 기후 변화에 대한 문제들을 이해하는 데 도움이 될 수 있다.

이는 우리 행성에 대한 명확한 상황과, 오랜 세월에 걸쳐 생물 간의 상호 작용에 의해 어떤 영향을 받았는지를 보여줄 수 있다.

책임저자인 매튜 설리번은 인터뷰에서 "바이러스는 볼 수 조차 없는 작은 것들이지만, 엄청난 숫자로 존재하기 때문에 중요하다"며 "우리는 바이러스가 생태계를 조작하는 방식을 연구하려는 모든 사람들에게 기초정보를 제공할 분포도를 만들어냈다. 우리가 이룬 발견에 우리 스스로가 놀라게 하는 많은 요소들이 있었다"라고 말했다.

과학자들이 발견한 해양 바이러스는 해양 전체에 걸쳐 5개의 구획으로 분리할 수 있는 생태 영역으로 조직되어 있는 것으로 밝혀졌다. 바이러스 내에 존재하는 이러한 유형의 메커니즘은 해양 지역의 복잡성과 해양 환경이 지닌 유동성을 고려할 때 매우 놀라운 것이다. 연구진은 또한 북극에서 다양한 종 다양성을, 그리고 북극해에서 생물 다양성의 역동 지점을 발견했다.

해당 연구에 사용된 데이터는 2009년과 2013년 사이에 타라 오션스 활동의 일환으로 수집됐다. 2006년 시작된 타라 프로젝트는 기후의 영향을 예견하고 더 잘 예측할 수 있도록 하는 것을 일차 목표로 삼는 독특한 해양 과학을 실시하고자 한다.

오하이오 주립 대학의 대학원생이자 연구저자인 아흐메드 자이드에 따르면 연구진들은 샘플에 함유된 유전 물질이 바이러스성을 포함하는 지 여부를 먼저 확인했다.

또 이 샘플들을 발견되어 있는 바이러스들과 비교할 수 있도록 여러 가지 생물정보학적 도구를 사용했다.

국제적인 연구진이 전 세계를 탐험한 끝에 약 20만 종류의 해양 바이러스를 밝혀냈다(사진=123RF)

전문 매체 지즈모도의 한 기사에 따르면 이 연구는 연구진들이 생태학적 구역이라고 칭하는 5개의 메타 군집으로 19만 5,728개의 바이러스 집단이 나뉘어져 있다는 사실을 규명했다.

이 구역들은 각각, 수심 0~150m, 150~1000m, 2,000m 이상의 온·열대 수역, 남극, 북극이다.

이 연구는 인간이 지구상에 존재하는 수백만 가지 요소들을 이미 발견 했음에도 해양 생물은 여전히 미지의 요소들이 가득 차 있다는 것을 상기시켜 준다.

또 이 연구는 미생물이 우리 해양에 미치는 중대한 영향을 밝혀 냈다. 사람이 호흡하는 산소의 50%가 해양 생태계에서 비롯된 것임을 알게된 것이다.

더불어 바이러스는 유기 탄소와 바이오 매스의 침강을 촉진하는 것을 도움으로써 인간이 유발한 기후 변화를 완화할 수 있다. 이 연구 결과는 과학자들이 어떤 바이러스에 집중해야 하는지를 아는데 도움이 될 것이다.

설리번은 "이전의 해양 생태계 모델은 다수의 경우 미생물을 무시하고 바이러스는 거의 포함하지 않았지만, 이제 우리는 이들이 포함시켜야 할 주요 요소라는 점을 알고있다"라고 말했다.

해양 환경에서의 바이러스의 역할

지구에서 바이러스가 수행하는 역할은 이미 규명된 바 있으나, 과학자와 연구자들에 의해 오랜 세월 무시당했다. 다행스럽게도 과학자들은 전자 현미경과 미세한 세라믹 필터를 사용해 이러한 미생물들을 연구할 기회를 획득했다.

과학 전문 맻에 JR사이언스의 기사에 따르면 바이러스는 해양에서 가장 풍부한 양으로 존재하는 생물성 개체군이다. 이들은 극지방, 열대 지방, 지표면 및 퇴적층에서 모두 발견될 수 있다.

기존 연구들은 바이러스와 같은 미생물이 많은 해양생물학적 과정에 중요하다는 것을 알려주었다. 또 바이러스들은 영양소와 탄소 순환, 박테리아 개체군 및 미생물의 유전 구성에 직접적인 영향을 미친다.

Today's Top 5