기후변화 대응과 해면(Sea Sponge)의 역할

글로벌 해양 생태계에서 해면동물(marine sponge)의 역할이 밝혀짐. 이산화탄소는 대기에만 영향을 미치는 것이 아님. 통계에 따르면 주요 온실가스 중 하나인 이산화탄소의 1/3 이상이 바다에 흡수됨. 산소 다음으로 풍부한 원소이며, 해양환경에서 퇴적물, 무기물, 암석 등의 일부로 존재하는 규소(silicon)는 해수에서 용존 형태로도 발견됨. 이산화규소(silica)는 해수 및 담수 생태계에서 발견되는 많은 규조류(diatom), 광합성 조류(photosyntheric algae)를 포함한 다양한 수생 플랑크톤의 골격을 형성함. 용해된 규소는 지구의 대기에서 이산화탄소를 제거하는 핵심 유기체 중 하나인 규조류의 성장에 필요함.

EU 지원을 받는 SponGES 프로젝트 연구진은 해양 실리콘의 대부분이 이전에 생각했던 규조류에서 나오는 것이 아니라, 해면(sea sponge)으로부터 나온다는 것을 보여 주었으며, 이 연구결과는 네이처 지구과학회지(Nature Geoscience)에 소개됨.

광합성을 하는 동안 규조류는 이산화탄소를 유기탄소(organic carbon)로 변환되며, 그 과정에서 산소를 발생시킴. 일반적으로 규조류가 죽게 되면, 해수면의 탄소를 빼내어 해저로 가라앉힌 후 해저 퇴적물에 가두는 역할을 함. 탄소와 이산화규소가 해수면으로부터 가라앉게 되면, 대기 중의 온실가스를 억제하는 데 도움이 됨.

용해된 이산화규소는 재사용이 가능하여, 광합성이 가능한 해수 영역으로 상승하게 됨. 이 주기(cycle)의 속도에 따라 규조류 성장으로 인한 이산화규소의 공급량이 결정되면서, 기온의 상승 또는 하강과 같은 기후변화에 영향을 줄 수 있음.

SponGES 프로젝트는 빙하와 극지대가 점차 융해함에 따라 규조류의 매장 외에도 용해된 규소의 또 다른 생물학적 침전 발생 여부를 확인하는 것이 필요하다고 밝힘. 즉, 해면은 규소 골격(silicon skeleton)을 만드는 미세한 조각들을 통해 매년 약 4,800만 톤의 규소를 매장하는 역할을 한다는 사실이 밝혀짐. 이 발견은 규조류 골격만을 고려하여 계산되었던 해양의 생물학적 규소 침전 규모를 약 28% 증대시킴.

또한 연구자들은 다크 실리카(dark sillica) 개념을 제시함. 이는 광합성과 이산화탄소 소비로부터 차단되어 생성되는 규소 골격으로, 종종 규조류가 생존할 수 없는 태양광이 부족한 해양환경에서 발생함. 따라서 이 프로젝트에서 제공되는 다크 실리카의 정량화는 해양 규소 주기에서의 규소 투입향 및 생산량이 평형상태에 있다는 사실을 뒷받침할뿐 아니라, 해양환경의 탄소 및 규소 주기와의 기능적 연결이 그만큼 쉽지 않다는 추가 조사를 위한 아이디어를 소개함.

현재 진행 중인 SponGES 프로젝트는 어업, 기후변화 및 지역생태계교란과 관련된 위협을 정량화함으로써 예측능력을 향상시키고, 신약개발 및 조직공학을 향한 혁신적 해양 생명공학 차원에서 이 해면의 잠재적 가능성을 높이는 것을 목표함.

 

출처 : CORDIS NEWS, SponGES Project Website

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