세계에서 가장 풍부한 수중 서식지의 비밀

연구자들은 세계에서 가장 다양한 해양 서식지의 고대 비밀을 풀고 있습니다. 그들의 발견이 우리가 바다를 구하는 데 도움이 될 수 있을까요?

런던 자연사 박물관의 사무실 윙에서 두 연구원이 평범한 보관장 문을 밀어 열자 숨겨진 보물이 드러났습니다. 세계에서 가장 다양한 해양 서식지에서 온 최대 3천만 년 된 화석 산호 선반 이었습니다. 어떤 것은 돌로 변한 뇌처럼 보이고, 어떤 것은 필리그레인 무늬가 있는 바위처럼 보입니다.

"저는 과거의 사물을 살펴보고 거기서 교훈을 얻을 수 있는지 알아보는 것을 좋아합니다." 화석을 주시하는 켄 존슨의 말입니다. 존슨은 박물관 지구 과학부의 고생물학자이자 수석 연구원입니다. 그 옆에는 박물관의 큐레이터이자 해양 생물학자이자 지구 과학자인 나디아 산토도밍고가 서 있습니다. 그들과 그들의 팀은 10년 이상 전에 인도네시아에서 화석을 수집했으며, 인도네시아 지질 기관의 동료들과 협력했습니다. 목표는 "산호 삼각형 " 으로 알려진 넓은 바다의 비밀을 밝혀내는 것이었고 , 그들은 그 비밀을 사용하여 오늘날 산호초를 보호하기를 바랐습니다. 

존슨은 "산호가 이전 환경 변화에 어떻게 반응했는지 이해하면 산호가 미래의 변화에 ​​어떻게 반응할지 보는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 말합니다. 사실, 화석은 해양 생물에 대한 완전히 새로운 관점을 제공했을 뿐만 아니라 이전에 간과되었던 중요한 산호 보호구역에 주목하게 했으며 지구가 따뜻해짐에 따라 종에게 중요한 피난처가 될 수 있다고 연구자들은 말합니다.

(출처: Sophie Hardach)

산호 전문가 Ken Johnson과 Nadia Santodomingo가 런던 자연사 박물관에서 최대 3천만 년 된 산호 화석을 전시하고 있습니다

'바다의 아마존' 

때때로 바다의 아마존 이라고 불리는 산호 삼각형은 무성한 열대 우림만큼이나 종이 풍부하고 생명으로 가득합니다. 말레이시아, 필리핀, 인도네시아, 파푸아뉴기니, 동티모르, 솔로몬 제도에 걸쳐 있습니다. 알려진 모든 산호 종의 약 75%가 거기에 서식하며, 700종 이상의 다양한 종 과 3,000종의 산호초 물고기 , 세계 7종의 바다 거북 종 중 6종이 서식합니다.

존슨은 "동남아시아의 산호 삼각지대는 해양 서식지 측면에서 지구상에서 가장 다양한 곳"이라고 말합니다. "다른 어느 곳보다 해양 종이 더 많습니다. 제 동료들과 저는 궁금해했습니다. 왜 그럴까요? 무엇이 다양성을 일으켰을까요?" 

폴립 이라고 알려진 개별 산호는 몇 밀리미터에 불과한 척추 없는 작은 해양 동물이며, 해파리와 말미잘과 관련이 있습니다. 그들은 단단한 외부 골격을 만들고 , 수만 개의 다른 폴립과 함께 우리가 산호초라고 알고 있는 눈부신 구조를 형성합니다. 폴립이 죽은 후에도 골격은 남습니다.

 

산호초는 바다의 도시입니다 – 켄 존슨

캐비닛에 줄지어 선 화석은 놀라울 정도로 깨끗한 상태이며, 섬세한 소용돌이와 움푹 들어간 부분이 여전히 그대로 남아 있습니다. 산호 삼각 지대와 다른 산호초에서 이 복잡한 구조는 풍부한 생명을 지탱한다고 산토도밍고는 말합니다.

"[산호는] 작은 건물과 같아요." 그녀가 말합니다. "한 개의 고립된 건물은 아무것도 하지 못하지만, 큰 도시처럼 모두 함께 자라면 다른 많은 동물을 수용할 수 있어요. 어린 물고기는 그곳에 숨을 수 있어서 큰 포식자가 그들에게 다가갈 수 없어요." 산호가 죽으면 뼈대만 남기고 빈 집처럼 떠난다고 그녀는 설명합니다. "그러면 다른 동물들이 산호초를 식민지화할 수 있어요. 해면 동물이나 달팽이, 조개 같은 동물들이 이 빈 '건물'을 이용해 산호초를 자신의 집으로 바꿀 수 있어요." 

존슨은 이렇게 덧붙여 말했습니다. "[산호초에 대해] 우리가 항상 사용하는 은유는 '바다의 도시'입니다."

(출처: 자리나 와히드, 말레이시아 사바 대학교)

다이버가 말레이시아 다르벨 만의 탁한 산호초에서 산호 조각을 수집하고 있다

2010년대 초, 이 팀과 인도네시아 동료들은 인도네시아 보르네오에서 화석이 풍부한 암석 약 8톤을 수집하여 70,000개의 산호 표본을 얻었습니다. 이는 200종 이상의 산호 종으로, 최대 3천만 년 전까지의 것입니다. 이를 오늘날 산호 삼각 지대에 서식하는 종과 비교했을 때 , 그들은 놀라운 사실을 발견했습니다. 그중 많은 산호가 여전히 그곳에 있습니다.

 

이 산호는 약 1,800만 년 동안 산호 삼각형에 있었습니다. – 나디아 산토도밍고

산토도밍고는 캐비닛에서 거대한 화석 산호인 포리테스 산호를 조심스럽게 들어 올려 들어올렸다. "여기 있는 산호는 약 1천만 년 된 것입니다." 오늘날에도 거대한 산호초를 형성하는 포리테스 산호는 산호 삼각 지대에서 여전히 번성하고 있다고 그녀는 말한다.

그녀는 또 다른 예로, 인도네시아에서 수집된 화석 중 하나인 뿔 모양의 뿔산호 인 아크로포라 몬티쿨로사를 들었습니다. 아크로포라 산호는 오늘날에도 산호 삼각 지대에 살고 있습니다 . 그녀는 이 뿔산호가 "약 1,800만 년 동안 거기에 있었습니다"라고 말합니다. 산호 삼각 지대에서 발견되는 다른 아크로포라 종은 훨씬 더 오래되었습니다.

존슨은 이 놀라운 회복력이 오늘날 산호 삼각 지대에 왜 그렇게 많은 종이 있는지 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. "지구상에서 가장 다양한 곳인 이유는 [산호가] 그곳에 도착하면 멸종되지 않기 때문입니다."라고 그는 말합니다. 존슨은 이는 산호가 다른 곳, 예를 들어 우리가 활기찬 산호 서식지라고 생각할 수 있는 카리브해와 같은 곳에서 어떻게 되었는지와는 매우 다르다고 말합니다. "카리브해와 같이 산호초가 있는 세계의 다른 지역에서는 과거에 멸종 사건이 있었습니다."라고 그는 말합니다. 이는 환경과 기후의 극적인 변화로 인해 발생했습니다. "그래서 200만 년 전에 카리브해의 산호 종의 절반이 멸종했습니다 . 그래서 그곳의 다양성은 훨씬 낮습니다."

어떤 곳에서는 산호가 완전히 없어졌습니다. "지중해에는 산호가 많았습니다." 그는 계속 말했습니다. "하지만 지중해가 말라붙고 산호는 멸종했습니다 ."

연구자들은 동남아시아에서 화석 기록에 따르면 그런 멸종 사건이 없었다고 말합니다. 하지만 산호는 또 다른 이점이 있었던 것으로 보이는데, 오늘날 우리가 해양 서식지를 보호하는 데 도움이 될 수도 있는 이점입니다. 즉, 탁한 물 에서 살았다는 것입니다 .

(출처: Getty Images)

산호 삼각 지대에는 다양한 해양 생물이 번성합니다

진흙의 힘

이상적인 산호 서식지를 생각할 때, 일반적으로 떠오르는 그림은 "맑은 물, 해변의 야자수"라고 존슨은 말한다. 반짝이는 색상으로 유명한 산호초의 완벽한 휴가 스냅샷이다.

하지만 그와 산토도밍고가 지적했듯이, 그것은 우리가 전통적으로 산호를 찾던 곳, 즉 산호를 쉽게 볼 수 있는 맑은 물에서 산호를 찾았던 곳의 일부에 불과합니다. 그러나 인도네시아의 화석은 다른 이야기를 들려주었습니다. 연구에 따르면 그들은 흐리고 탁한 물에서 살았고 , 소용돌이치는 퇴적물과 빗물 씻겨내림 속에서 살았다고 합니다.

 

이 탁한 환경은 산호의 생존에 도움이 되었습니다 – 나디아 산토도밍고

산토도밍고는 "우리는 산호의 생존에 도움이 되는 이런 탁한 환경이 있었다고 생각합니다."라고 말합니다. 아마도 비교적 어둡고 힘든 환경이 수백만 년 동안 견뎌낼 수 있도록 하는 서로 다른 특성을 가진 특히 강하고 회복력이 강한 종들의 풀을 형성하도록 격려했기 때문일 것입니다.

지구 온난화가 전 세계의 산호초를 파괴함에 따라, 화석에서 얻은 이러한 통찰력은 또 다른 의문으로 이어졌습니다. 탁한 물이 과거에 산호에 도움이 되었다면, 지구 온난화와 산호초 파괴의 시대에도 여전히 도움이 될 수 있을까요? 구체적으로, 탁함이 산호초를 산호 표백 이라는 극적인 현상으로부터 보호할 수 있을까요 ? 산호초 전체가 열 스트레스로 인해 유령처럼 하얗게 변하는 현상입니다. 

관계가 독성으로 변할 때 

표백은 중요한 관계가 깨졌을 때 발생합니다. 산호는 작고 다채로운 조류를 품고 있는데 , 이 조류는 공룡이 멸종되기 오래 전부터 존재해 온 상호 이익 관계입니다. 산호초는 무지개처럼 유명하게 되었습니다.

"산호는 기본적으로 농부이지만, 그들의 작물은 산호의 몸 안에서 산다"고 존슨은 말한다. "그래서 산호는 그 안에 사는 식물에서 음식을 얻고, 동물의 배설물로 식물을 비료로 준다. 식물과 동물 사이의 순환이다."

해수가 산호에 스트레스를 주는 수준으로 따뜻해지면, 예를 들어 해양 열파 동안 산호는 다채로운 식물을 내쫓고 흰색으로 변합니다. "독성 관계가 됩니다."라고 산토도밍고는 말합니다. 산호는 스스로 위기를 견뎌내는 것이 더 낫다고 결정합니다. 과학자들은 여전히 ​​왜 이런 보통 유익한 관계가 스트레스에 의해 깨지는지 알아내고 있습니다. 한 가지 이유는 조류가 동맹이라기보다는 기생충처럼 행동하기 시작하여 자신의 성장을 위해 더 많은 에너지와 영양소를 흡수하기 때문일 수 있습니다. 또 다른 설명은 더 높은 온도에서 식물이 산호에 해로운 물질을 생성한다는 것입니다 . 산호초는 표백에서 회복할 수 있습니다. 본질적으로 스트레스가 되는 사건이 지나가고 식물이 다시 이동합니다. 그러나 스트레스가 너무 심하거나 너무 오래 지속되면 산호가 죽습니다.

 

맑은 바닷물에서 산호 군체의 37%가 더위로 인해 표백되었지만 탁한 바닷물 산호초에서는 10%에 불과했습니다.

탁한 물이 그 충격을 완화하고 산호가 표백에 더 잘 견디게 할 수 있다고 연구에서 제안합니다. 2020년 말레이시아 사바 대학교의 과학자들은 산호 삼각형의 탁하고 맑은 물 속의 산호초가 열파에 어떻게 반응하는지 조사했습니다. 그들은 말레이시아의 두 서식지인 사카르의 탁한 산호초와 블루 라군의 맑은 물 산호초를 조사 했습니다. 탁한 산호초에서는 10% 미만의 군체가 표백되었습니다. 맑은 물 산호초에서는 평균 37%의 산호 군체가 표백되었습니다. 이 결과는 "기후 변화에 직면하여 회복력이 있는 산호 군집을 보유한 탁한 산호초의 가설"을 뒷받침한다고 연구 저자들은 결론지었습니다.

존슨은 이러한 보호 효과에 대한 한 가지 가능한 설명은 표백이 바닷물 따뜻함뿐만 아니라 강렬한 햇빛 으로 인해 발생할 수 있다는 것입니다 . "물이 탁하면 빛이 덜 들어옵니다."라고 말하며, 이것이 산호를 보호할 수 있다고 합니다.

 

그레이트 배리어 리프에서 광범위한 표백을 일으킨 2016년 해양 열파에 대한 연구에서는 해안 근처의 탁한 물 속 산호가 맑은 물 속 산호보다 표백에 더 강하다는 사실을 발견했습니다. 저자들은 이것이 "기후 관련 교란 시 잠재적 피난처로서 이러한 회복력이 있지만 종종 간과되는 산호초 서식지의 중요성을 보여준다"고 주장했습니다.

흐린 산호의 천국을 플라스틱으로부터 보호하다

별도로, 전 세계 3,600개 이상의 산호 지역에서 표백, 온도 및 탁도에 대한 데이터를 2020년에 분석한 결과, 탁도가 열 스트레스 동안 산호 표백을 줄이는 것으로 나타났습니다. 저자들은 "이러한 탁한 해안 근처 환경이 기후 변화를 통해 어느 정도 피난처를 제공할 수 있지만, 이러한 산호초는 인구 밀도가 높은 곳에서 지속되기 위해 높은 보존 상태가 필요할 것"이라고 경고했습니다. 탁한 물은 비가 토양을 바다로 씻어내는 해안에 가까운 경향이 있으므로, 버려진 플라스틱 병과 같은 일회용 플라스틱에서 나오는 플라스틱 폐기물 과 같은 인간의 오염에 더 많이 영향을 받습니다.

산토도밍고와 존슨은 이 발견이 산호 삼각 지대의 탁한 산호초를 보호하려는 노력을 촉진했으며 , 예를 들어 말레이시아에서 해양 보호 구역을 확장하는 계획이 진행 중이라고 말했습니다 . 연구원들은 맑은 물 산호초가 계속 피해를 입으면서, 이 탁한 산호초가 산호 종에게 피난처를 제공할 수 있다고 말합니다.

존슨이 경이로운 화석 캐비닛을 조심스럽게 닫으면서, 그는 19세기까지 거슬러 올라가는 이전 세대의 연구자와 탐험가들이 수집한 산호로 가득 찬 다른 캐비닛으로 돌아선다. 이러한 오래된 컬렉션 중 일부는 현재 현대 과학적 방법을 사용하여 분석되고 있으며, 산호초와 그 역사에 대해 더 많이 알아내기 위해 CT 스캔을 사용하여 화석의 내부를 절개하지 않고 조사하고 있다. 언젠가 미래의 연구자들이 최근의 화석 컬렉션에 대해서도 같은 작업을 할 수 있을 것이라고 그는 말한다. 오늘날 우리가 거의 이해할 수 없는 방법을 사용할 것이다.

"그래서 박물관 컬렉션이 중요한 거예요." 그는 말한다. "우리는 [미래에] 무엇이 가능할지 상상할 수 없어요. 1850년대에 이 산호를 수집했을 때와 마찬가지로, 그들은 우리가 지금 그것들로 무엇을 할 수 있는지 상상할 수 없었을 거예요."