안녕하세요, 수험피플 여러분! 대입멘토 한수진입니다.
대형 고래의 소변이 해양 생태계에 필수적인 질소를 적도 지역까지 운반한다는 연구 결과가 나왔습니다. 고래는 매년 약 4000톤의 질소를 영양분이 부족한 열대 및 아열대 해안 지역으로 운반한다는 내용입니다.
버몬트대학 연구진은 귀신고래, 혹등고래 등 대형 고래의 이동 경로 및 소변 배출량을 분석하였습니다. 고래는 극지방에서 먹이를 섭취한 후 아기 고래를 낳기 위해 열대 지역으로 이동 하면서, 질소가 풍부한 소변을 대량 배출하는 것으로 나타났습니다. 연구진은 고래가 ‘자본 번식자’로서 고위도에서 먹이를 축적한 후 저위도에서 번식하는 점에 주목하였습니다.
예를 들어 남반구의 혹등고래는 남극 근처에서 먹이를 섭취한 뒤 코스타리카의 번식지까지 8000km를 이동 합니다. 이 과정에서 하루에 약 90kg의 체중이 감소 하며, 지방층과 근육의 에너지를 분해하면서 과잉 영양소를 물속에 배출 합니다. 연구진은 이 과정이 영양분이 부족한 해안 지역과 산호초 생태계에 큰 도움 이 된다고 설명하였습니다.
아이슬란드 긴수염고래는 먹이활동 중 하루 950리터 이상의 소변을 배출 하는데, 이는 인간의 일일 배뇨량(1.8리터)의 500배에 해당합니다. 연구진은 이러한 현상을 ‘대형 고래 컨베이어 벨트’ 또는 ‘대형 고래 소변 깔때기’라 명명하였습니다. 연구 결과, 고래가 있는 지역의 질소량은 2배 이상 증가 하였으며, 이는 심해 영양분을 표면으로 끌어올리는 ‘용승 현상’과 맞먹는 수준 이었습니다.
이번 연구는 2010년 같은 연구팀이 발표한 ‘고래 펌프’ 연구의 후속으로, 이전 연구에서는 고래가 심해에서 먹이를 먹고 수면으로 올라와 배설물을 배출하는 과정이 플랑크톤 성장에 기여 한다는 사실을 밝혀냈습니다. 그러나 연구팀은 소변을 통한 영양 전달 과정 이 연구에서 빠졌다는 점을 깨닫고, 이번 연구를 통해 이를 보완하였습니다.
연구를 주도한 조 로만 교수는 “식물이 지구의 폐라면, 동물은 순환계 역할을 한다”라며, 고래가 극지방에서 열대 지역까지 이동하면서 해양 영양 순환을 돕는 핵심 요소라고 강조하였습니다. 또한 연구진은 고래 개체수가 상업적 포경 이전에는 3배 이상 많았을 것으로 추정하며, 현재보다 훨씬 더 많은 질소가 바다로 공급됐을 가능성을 제기하였습니다. 대표적으로 남극 청색고래 개체수는 99%나 감소 하였습니다.
로만 교수는 “고래 개체 수를 회복시키는 것이 지구 생태계의 순환계를 복원하는 방법”이라고 강조하며, 고래 보호가 해양 건강 증진에 기여할 것 이라고 말하였습니다. 연구팀은 앞으로 고래의 장내 미생물이 장거리 이동을 어떻게 돕는지 연구 할 계획입니다.
고래가 장거리 이동을 하면서 발생하는 영양분 분배 효과는 해양 생태계 보호 및 기후 변화 대응에 중요한 역할을 할 가능성이 높으며, 고래 개체수 회복이 지구 환경 보호의 새로운 해결책이 될 수 있습니다 는 점에서 의미가 큽니다.
Q1: 고래의 소변과 배설물이 해양 생태계에서 질소 공급원으로 작용하는 구체적인 메커니즘은 무엇일까요?
Q2: 과거와 비교하여 오늘날 고래 개체 수가 감소한 원인은 무엇이며, 이를 회복하기 위한 실질적인 방안은 어떤 것이 있을까요?
Q3: 해양 생태계에서 특정 동물의 개체 수 변화가 전체 생태계에 미치는 영향을 예측하는 방법에는 어떤 것들이 있을까요?
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