(Cusk eels, lollipop sharks, and grenadiers congregate on the seafloor in the Gulf of California. Credit: MBARI)
(Lollipop sharks have large heads and gills, which may help them absorb oxygen in low-oxygen environments. Credit: MBARI)
심해는 산소와 먹이가 적고 온도가 낮은 환경입니다. 따라서 과학자들은 이런 환경에서는 별다른 생물체가 없을 것으로 생각했지만, 무인 잠수정을 비롯한 다양한 탐사 장비로 탐험한 심해 생태계는 생각과는 많이 달랐습니다. 과학자들은 무수히 많은 생물체를 발견했는데, 이 가운데는 기존의 상식으로는 이해되지 않는 생물체도 존재합니다. 예를 들어 산소가 거의 없는 환경에서 서식하는 물고기가 그렇습니다.
스크립스 해양학 연구소의 나탈리아 갈로 (Natalya Gallo, is a graduate student at the Scripps Institution of Oceanography)와 그녀의 동료들은 최신 무인 원격 잠수정 (ROV)를 이용해서 산소 농도가 매우 낮은 심해저의 생태계를 연구했습니다. 그러면서 발견한 놀라운 사실은 산소 농도가 표면의 1% 미만에 불과한 캘리포니아 만의 깊은 바다에 생각보다 다양한 어류가 서식한다는 점입니다. (사진) 기존의 상식대로라면 사실 이 장소에서는 어류가 발견될 수 없습니다.
과학자들은 어떻게 이들이 극도로 낮은 산소 농도에 적응해서 살 수 있는지는 아직 알아내지 못했지만, 상대적으로 큰 머리와 아가미가 산소를 효과적으로 흡수하고 신체 대사 자체가 산소를 적게 소모하도록 진화한 것이 이유라고 생각하고 있습니다. 흥미로운 사실은 여기서 발견된 두 가지 물고기 - cusk eels and cat sharks - 오히려 낮은 산소 농도를 선호한다는 점입니다. 아마도 이 장소에는 아무 물고기나 들어올 수 없기 때문에 천적을 피하거나 먹이를 찾는데 더 유리한 부분이 있을 것입니다.
대부분의 진핵 세포는 산소를 이용해서 에너지를 생산하는 미토콘드리아에 의존합니다. 다세포 생물 가운데 특히 복잡한 척추 동물은 더 말할 필요도 없습니다. 하지만 자연 선택은 극단적으로 낮은 산소 농도에서도 살아가는 척추 동물을 진화시켰습니다. 과연 이들의 비결이 무엇인지 앞으로 흥미로운 연구 주제가 될 것 같습니다.
참고
Natalya D. Gallo et al. Home sweet suboxic home: remarkable hypoxia tolerance in two demersal fish species in the Gulf of California, Ecology (2018). DOI: 10.1002/ecy.2539
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