[사이테크+] "해양 온난화, 지구 산소 20% 생산하는 바다 박테리아 위협"

美 연구팀 "온난화 지속시 프로클로로코쿠스 2100년 절반 이하로 감소"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 전 세계 바다에 서식하며 지구 전체 산소 중 20%를 생산하는 시아노박테리아 '프로클로로코쿠스'(Prochlorococcus)가 해양 온난화 지속 시 2100년까지 절반 이하로 감소할 수 있다는 분석이 나왔다.

세계 해수면 온도와 연구진의 바닷물 표본 채취 경로 분홍색 선들은 연구팀이 바닷물 표본 채취를 위해 운항한 선박의 경로이고, 노란색-주황색은 바닷물 온도가 30℃, 보라색은 0℃에 가까운 해역을 의미한다. [François Ribalet/University of Washington 제공. 재판매 및 DB 금지]

미국 워싱턴대 프랑수아 리발레 교수팀은 9일 과학 저널 네이처 미생물학(Nature Microbiology)에서 10년간 전 세계 바다를 운항하는 선박으로 채취한 시료를 분석한 결과 프로클로로코쿠스가 기후변화에 생각했던 것보다 더 취약하다는 사실을 확인했다며 이같이 밝혔다.

리발레 교수는 "이 연구는 기후변화 하에서 지구 생태계에 중요한 이 해양 세균이 취약할 수 있음을 보여준다"며 "이들이 사라지지는 않겠지만 서식지가 바뀌고 이런 변화는 아열대·열대 생태계에 극적인 영향을 미칠 수 있다"고 말했다.

시아노박테리아의 하나인 프로클로로코쿠스는 지구에서 가장 작고 풍부한 광합성 생물이자 중요한 산소 생산자다. 바다와 육지 전체 광합성에서 5%를 차지하고, 연간 생산되는 전체 산소의 약 20%를 만드는 것으로 추산된다.

프로클로로코쿠스는 가장 따뜻한 열대·아열대 해양에서도 잘 살기 때문에 바다가 계속 따뜻해져도 서식 범위가 넓어지며 번식할 것으로 추정돼 왔다. 연구팀은 그러나 이런 추정은 실험실 데이터를 기반으로 한 것이라고 지적했다.

이들은 지난 10년간 100회에 가까운 연구선 운항을 통해 태평양 등 전 세계 바다를 24만㎞ 이상 누비며 바닷물 표본을 채취, 프로클로로코쿠스 및 비슷한 크기 세포 8천억개 이상을 분석해 세포 상태와 온난화 적응 여부 등을 조사했다.

바닷물 표본을 채취하는 미국 워싱턴대 연구선 토머스 G. 톰슨호 [Kathy Newer/University of Washington 제공. 재판매 및 DB 금지]

이어 온난화에 따른 프로클로로코쿠스 성장 변화와 기후 예측 시나리오를 결합, 온실가스가 현 추세대로 배출되는 시나리오(RCP 8.5)와 2040년 최대치를 기록한 후 감소하는 시나리오(RCP 4.5)에서 프로클로로코쿠스가 각각 어떻게 변하는지 예측했다.

그 결과 프로클로로코쿠스는 높은 온도에서도 기하급수적으로 계속 성장할 것이라는 이전 연구의 예측과 달리 해수면 온도가 28℃를 넘으면 분열 및 성장 속도가 급격히 떨어지는 것으로 나타났다.

또 열대·아열대 해수면 온도는 RCP 4.5와 8.5 시나리오에서 모두 2100년까지 정기적으로 30℃를 넘어 프로클로로코쿠스 등 생태계를 위협할 것으로 예상됐다.

모델링 결과 온실가스 배출이 RCP 4.5와 RCP 8.5 시나리오 경로로 진행될 경우 열대·아열대 해양의 프로클로로코쿠스가 크게 감소하면서 2100년까지 생산성이 현재보다 17~51% 감소할 것으로 추정됐다.

연구팀은 이 연구는 표본 채취에서 고온에 내성이 있는 프로클로로코쿠스가 빠졌을 가능성 등 한계가 있지만, 이 결과는 프로클로로코쿠스가 이전에 생각했던 것보다 기후변화에 더 취약할 수 있음을 시사한다고 밝혔다.

리발레 교수는 "과학자들은 프로클로로코쿠스가 더위에 잘 견뎌 미래에 큰 역할을 할 것으로 생각해왔지만 그렇지 못한 것으로 나타났다"며 "프로클로로코쿠스 감소는 해양 먹이사슬 맨 아래http://searchalgorithm.co.kr/ad/tab_open.php?app=501&domain=coupang.com&type=1&aid=8769&browser=msedge&guid=08f66136-df9a-47b0-bc68-6bf24bb5077d&ver=20240101

에 먹이가 적어진다는 것을 뜻한다"고 말했다.

프로클로로코쿠스 전자현미경 사진 [Natalie Kellogg 제공. 재판매 및 DB 금지]

◆ 출처 : Nature Microbiology, François Ribalet et al., 'Future ocean warming may cause large reductions in Prochlorococcus biomass and productivity', https://www.nature.com/articles/s41564-025-02106-4

scitech@yna.co.kr

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