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기후 변화 영향 받는 '해양 미생물' 다양성, 조속한 해결책 시급
등록일 : 2019-11-29 09:30 | 최종 승인 : 2019-11-29 09:31
손승빈
바다는 아직도 미스터리한 동식물종이 풍부한 미지의 세계다(사진=맥스픽셀)
 

[리서치페이퍼=손승빈 기자] 지구에서 가장 면적이 넓은 바다는 아직도 미스터리한 동식물종이 풍부한 미지의 세계다. 동식물종 연구가 진행되고 있지만, 아직도 어떻게 수중에서 살게 됐는지, 그리고 세계의 생물다양성에 미치고 있는 영향은 어느 정도인지 밝혀지지 않았다. 한편, 해양 환경에서 살고 있는 미세한 유기체로 현미경으로 들여다봐야만 볼 수 있는 해양 미생물에 대한 연구는 그다지 많이 진행되고 있지 않다.

해양 미생물은 육안으로는 볼 수 없는 크기로 박테리아와 바이러스, 고세균류, 원생생물, 균류 등이 여기에 포함된다. 바다에 사는 모든 유기체의 무게를 합한 값의 90%를 이러한 미생물이 차지하고 있다는 연구 결과도 발표된 바 있다. 그러나 유기체들은 눈으로 쉽게 볼 수 없기 때문에 비교적 중요하지 않게 여기고 있다. 하지만, 이 미생물은 생태계의 원동력이다. 그리고 바다를 청소하고 해로운 바이러스로부터 생태계를 보호하는 역할을 하고 있다.

미생물은 번성하고 있는 해양 생태계에서 중요한 역할을 한다. 미생물이 없다면, 우리가 알고 있는 세계는 존재하지 않을 것이다. 전문가들에 따르면, 미생물계는 지구 역사의 50~90%를 차지하고 있으며 바다가 시작할 때부터 그 존재가 생겼다는 학설도 있다. 미생물은 해양 생물량의 대다수를 차지하고 있을 뿐만 아니라 바다에서 주요한 생산자 역할을 하기도 한다.

이러한 해양 미생물은 해양 에너지와 영양소의 흐름을 지휘하고 기후에 영향을 미치며 인간에게 치료제와 천연 제품의 소재를 공급한다. 이들은 도처에 존재하고 있으며 지구의 과거와 현재를 만드는 데 도움이 된다. 예를 들어, 박테리아와 단세포 조류는 지구의 일반 경제에 중요한 역할을 한다. 먹이사슬의 근간을 형성할 뿐만 아니라 지구상의 거의 모든 유기물을 재활용하기도 한다.

 

로돕신(Rhodopsin)의 기후 조절 역할

바다의 거의 모든 햇빛은 해조류의 클로로필에 의해 포집되는 것으로 알려져 있었다. 그러나 약 20년 전 서던캘리포니아대학 연구팀이 햇빛을 포집하는 색소 로돕신을 발견했다. 연구팀은 로돕신이 햇빛을 포집할 수 있는 세포막에 광민감성 단백질 시스템을 가지고 있다는 것을 확인했다.

연구팀은 2014년 동부 대서양과 지중해를 조사했다. 그리고 200m 수심에서 채집한 미생물을 분석한 결과 바닷속에는 생각보다 많은 양의 로돕신이 분포돼 있다는 것을 확인했다. 그리고 이들은 빈영양화된 지역에서 빛을 포집하는 데 해조류보다 뛰어났다.

유기물과 산호를 생산하기 위해 햇빛과 이산화탄소를 사용하는 해조류와 달리, 로돕신은 빛을 사용해 세포 과정을 유도하는 기본 에너지 물질인 아데노신 3인산을 만들었다. 연구 저자인 로라 고메즈 콘사나우 박사는 "로돕신이 많아지고 기온이 증가할수록 바다는 영양소가 부족한 상태가 될 것"이라고 말했다.

"해수면 근처에 영양소가 적으면 해조류의 광합성에 제한이 생기는 반면 로돕신 과정은 더욱 활발하게 일어난다. 미래에는 많은 변화가 있을 것이다. 즉, 바다는 오늘날보다 많은 양의 탄소를 흡수하지 못할 것이다. 그리고 대기 중에 이산화탄소가 많아질수록 지구 기온은 더욱 빠르게 상승하게 될 것"이라고 콘사나우 박사는 설명했다.

해조류의 클로로필이 바다의 모든 햇빛을 포집한다고 알려졌다(사진=맥스픽셀)
 

식물성 플랑크톤과 지구 온난화

세계적인 학제 간 기업 타라오션스엑스퍼디션은 2009~2013년 전 세계 바다에서 3만 5,000개 이상의 샘플을 수집 분석해 플랑크톤이 해양 생태계에서 중요한 역할을 하고 있다고 주장했다. 하지만 지구 온난화 때문에 플랑크톤종의 분포가 고르지 못하다고 설명했다.

루시 징거 박사는 수온이 높아질수록 온대 및 극지역의 '열대 지방화' 현상이 유발되고 있다고 지적했다. 그 결과, 해수 온도가 높아지면 플랑크톤 다양성 또한 높아지지만, 관련 생태계가 변형되고 세계적으로 심각한 결과가 초래될 수 있다고 설명했다.

해양 미생물은 우리 생태계를 형성할 뿐만 아니라 기후 변화의 영향을 받고 있다(사진=위키미디어 커먼스)
 

광범위한 해양 생명체에 먹이가 되는 미세한 해조류인 식물성 플랑크톤도 지구 온난화에 의해 영향을 받고 있다. 사람들은 우리가 숨쉬고 있는 산소의 절반가량을 식물성 플랑크톤이 공급하고 있으며 해양 식량 사슬의 초석이라는 사실을 알지 못한다. 식물성 플랑크톤은 스스로 먹이를 생산하기 위해 이산화탄소를 사용하고 있다.

하지만 지구 온난화로 인해 해수면의 밀도가 줄고 있다. 바다에서 가장 따뜻한 층에 분포돼 있는 식물성 플랑크톤이 영양소가 줄면서 그 개체수가 같이 감소하는 것이다.

이처럼 해양 미생물은 생태계를 형성할 뿐만 아니라 기후 변화에도 영향을 받고 있다. 이번 연구를 통해 해양 미생물의 다양성에 대해 더욱 많은 연구가 지속되고 기후 변화 영양을 완화할 방안도 고심해야 할 것이다.

 

[리서치페이퍼=손승빈 기자]
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