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2017년 4월 12일 수요일

심해 발광 생물은 생각보다 더 흔하다?



(This image shows the siphonophore Frillagalma vityazi lit up by ROV lights (top) and emitting bioluminescence in the lab (bottom). A recent paper shows that 99.7 percent of siphonophores in Monterey Bay create their own light. Credit: Top image: © 2015 MBARI. Bottom image: Steve Haddock © 2017 MBARI.)



(This graph shows the proportion of midwater animals that glow at different depths in Monterey Bay. Although there are more “undefined” animals in deeper water, the proportion of glowing to non-glowing animals is relatively similar at all depths. Credit: Severine Martini © 2017 MBARI.)


 빛이 거의 통하지 않는 심해에는 발광 생물이 다수 존재합니다. 하지만 얼마나 흔할까요? 일부 생물은 빛을 내긴 하겠지만, 빛을 내지 않는 생물이 더 많을 것으로 생각하기 쉽습니다. 하지만 새로운 연구 결과에 의하면 놀랍게도 거의 3/4에 달하는 심해생물이 빛을 낼 가능성이 있다고 합니다. 


 몬테레이만 수족관 연구소 (Monterey Bay Aquarium Research Institute, MBARI)의 연구팀은 얼마나 많은 심해 생물이 스스로 빛을 내는 생물 발광(bioluminescence)을 하는지 비율을 계산하기 위해서 무인 잠수정(ROV)에서 수집한 데이터를 분석했습니다. 


 연구팀은 가시광 영역은 물론 사람 눈으로는 확인하기 힘든 생물 발광까지 모두 계산에 넣었습니다. 다만, 240회의 잠수에서 수집한 35만 마리의 심해 생물의 데이터를 일일이 수작업으로 분류하기는 어렵기 때문에 Video Annotation and Reference System (VARS)라는 자동화 시스템을 이용했습니다. 이 데이터는 이미 360편에 달하는 논문에 인용된 바 있습니다. 


 이 데이터를 분석해서 수심에 따른 심해 생물을 확실하게 생물발광을 하는 것 (Definitely bioluminescent), 생물발광을 할 가능성이 큰 것 (Highly likely to be bioluminescent), 확실하지 않은 것 (Undefined), 생물발광을 할 가능성이 적은 것 (Very unlikely to be bioluminescent), 확실히 생물발광을 하지 않는 것 (Definitely not bioluminescent)의 다섯 그룹으로 나눈 결과 거의 3/4에 달하는 심해 생물이 발광을 할 가능성이 있는 것으로 분류되었습니다. 


 흥미로운 사실은 해파리 같은 자포동물은 97-99.7% 정도 발광을 한 반면 어류 같은 척추 동물과 오징어/문어 같은 두족류는 50%정도만 발광을 한다는 것입니다. 이유는 알 수 없지만, 생각보다 빛을 내는 해파리가 많은 셈입니다. 다만 대개의 경우 사람 눈에는 잘보이지 않습니다. 연구팀에 의하면 어두운 심해에서 빛을 많이 낼 필요도 없거니와 천적에게 보일 수 있으므로 항상 빛을 내지 않기 때문입니다. 


 심해 생물이 빛을 발산해서 먹이를 잡는다는 것은 오래전부터 알려져 왔으나 이렇게 발광 생물이 많다는 것은 매우 의외의 사실이 아닐 수 없습니다. 빛이 없는 세상에서 많은 생물들이 희미한 빛을 통해서 살아왔던 것입니다. 바다 깊은 곳에는 우리가 상상하지 못했던 세상이 있었던 셈입니다. 


 참고 


 Séverine Martini et al, Quantification of bioluminescence from the surface to the deep sea demonstrates its predominance as an ecological trait, Scientific Reports (2017). DOI: 10.1038/srep45750 



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