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산호 단짝 ‘심바이오디니움’이 사는 법 목록

조회 : 1597 | 2012-08-02

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아름다운 모습으로 바닷속을 장식하고 있는 산호의 모습(왼쪽)과 백화현상으로 죽은 산호의 모습(오른쪽). 위키미디어 제공
 
형형색색으로 아름다움을 뽐내던 산호가 하얗게 변하는 백화현상. 산호를 멸종위기로 내몰고 있는 이 현상을 해결할 방법이 국내 연구진에 찾아냈다. 산호와 함께 사는 미세조류에게 먹이를 주고 대량으로 번식시키자는 것이다.

정해진 서울대 지구환경과학부 교수가 주도한 국내 공동연구팀은 산호의 공생미세조류인 ‘심바이오디니움(Symbiodinium)’이 식물처럼 광합성을 할 뿐 아니라 동물처럼 먹이를 잡아먹는 성질도 있음‘을 세계 최초로 규명했다. 심바이오디니움에 먹이를 공급하고 대량으로 번식시켜 산호의 건강을 유지할 수 있을 것으로 기대된다.

●심바이오디니움의 역설, 열악한 환경서 살면서 산호 돕는다?

스스로 에너지를 얻기 어려운 산호는 자신의 몸 안에 사는 공생미세조류인 심바이오디니움을 도움을 받는다. 실제로 산호가 사는 데 필요한 에너지의 80~90%는 심바이오디니움에서 나온다. 수온이 올라가면서 산호가 새하얗게 변해 죽는 것도 공생미세조류들이 떠나기 때문이다.

그런데 산호가 주로 사는 환경은 심바이오디니움이 살기에 불리하다. 산호 입장에서는 자신을 위협할 수 있는 대형 해조류가 대량으로 번식하기 어려운 빈영양화(oligotrophic)’ 지역을 선택한 것이지만, 식물 성장에 필수요소인 질소나 인 같은 영양염류가 매우 적은 빈영영화 환경은 심바이오디니움이 광합성하기도 나쁘다.

이 때문에 과학자들은 ‘식물인 심바이오디니움이 광합성에 불리한 환경에서 많이 모여 살며 산호초를 돕는 역설적인 상황’을 이해하기 위해 노력해왔다.

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산호에 공생하는 공생미세조류인 ‘심바이오디니움‘의 모습(왼쪽)과 이 생물이 먹이의 일부를 섭식관을 사용하여 포식하는 장면(오른쪽). 위키미디어, 한국연구재단 제공
 
●동물성도 가진 심바이오디니움… 산호 생태생리 수수께끼 풀어

심바이오디니움은 와편모류(Dinoflagellate)에 속하는 단세포 생물이다. 산호뿐 아니라 말미잘, 해파리, 조개, 해면, 원생동물 등 다양한 해양 동물 몸속에서 공생하면서 살고, 동물에게 필요한 에너지의 많은 부분을 공급하는 역할을 담당한다.

이 미세조류는 동물의 몸속에서 지나다가 밖으로 나와 수영하기도 하며, 어린 유생들은 다시 동물 몸 안으로 들어가 새로운 공생을 시작하기도 한다.

정해진 교수를 필두로 한 공동연구팀이 심바이오디니움을 연구한 결과, 이들이 빈영양화 상태에서 세균이나 다른 미세조류를 잡아먹는다는 사실을 알아냈다. 기존에는 식물의 성격만 가진다고 알려진 심바이오디니움이 동물처럼 다른 생물을 잡아먹는 장면이 포착된 것이다.

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산호를 떠난 공생미세조류가 세균이나 다른 미세조류들을 포식하면서 번식하며, 산호유생이나 다른 산호에 들어가 건강한 산호를 유지할 수 있게 한다는 내용을 나타낸 그림
 
정 교수는 “이번 발견을 통해 심바이오디니움에게 적당한 먹이를 공급하면 번식을 도울 수 있다는 결론을 얻게 됐다”며 “지구온난화로 발생하는 산호의 백화현상으로 파괴된 산호초를 복원하는 데도 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

그는 이어 “심바이오디니움은 산호뿐 아니라 다른 해양 생물과 공생하므로 이번 발견이 해양저서생태계 연구에 있어서 새로운 개념을 제시하게 될 것”이라고 덧붙였다.

이번 연구에는 이기택 포스텍 교수와 이원호 군산대 교수, 신웅기 충남대 교수, 유영두 서울대 박사가 참여했으며 관련 논문은 미국 국립과학원회보(PNAS) 18일자 온라인판에 게재됐다.

박태진 기자 tmt1984@donga.com
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