극저온 조류, 북극 먹이사슬에서 중요한 역할

토착 문화에 필수적인 먹이사슬을 지탱하는 작은 규조류

원문 링크 보기: https://www.theearthandi.org/post/supercold-algae-play-vital-role-in-arctic-food-web

광학현미경으로 관찰한 다양한 규조류. 이 표본들은 남극 맥머도 해협의 해빙 결정 사이에 서식하고 있었다. 고든 T. 테일러 교수, 스토니브룩대학교 / 위키백과

새로운 연구에 따르면 북극 규조류(미세 조류)는 영하 15°C(화씨 5°F)의 해빙에서도 활발하게 움직이며 생존할 수 있다. 이 획기적인 발견은 이 작은 생물들이 북극 먹이사슬에서 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 역동적인 역할을 하며, 길고 어두운 북극의 겨울 동안 해양생물에게 중요하고 활발한 먹이 공급원 역할을 한다는 것을 의미한다.

이번 발견은 과학자들이 극한 환경에서의 삶에 대한 이해를 바꿀 뿐만 아니라 북극의 야생동물과 인간 삶을 지탱하는 섬세하고 상호 연결된 균형을 강조한다.

북극의 먹이사슬은 해빙 조류에 의존하는 것이 특징이다. 과거 과학자들은 이 조류들이 대부분 잠복해 있으며 얼음 속에 갇혀 있어 제한된 먹이 공급원의 역할만을 수행한다고 생각했다.

그러나 2025년 9월 9일 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences )에 발표된 스탠퍼드대학교의 연구에 따르면, 규조류는 생존할 뿐만 아니라 액틴 필라멘트를 이용하여 얼음 통로를 활발하게 미끄러지 듯 이동한다는 사실이 밝혀졌다. 이러한 미끄러짐 운동은 진핵세포의 이동성 기록상 최저 온도인 -15°C(5°F)에서도 지속된다.

이러한 이동을 통해 다른 먹이원이 부족한 시기에도 규조류는 중요한 에너지원을 지속적으로 제공할 수 있다. 규조류는 요각류나 크릴새우와 같은 동물성 플랑크톤의 먹이가 되고, 다시 북극 대구와 다른 작은 어류의 먹이가 된다. 이 어류는 다시 물개, 바다코끼리, 고래와 같은 해양 포유류의 주요 먹이가 된다. 이 사슬의 최상위에는 물개에게 의존하는 북극곰이 있다. 본질적으로, 이 미세 조류가 가장 추운 계절에도 활동성을 유지하고 먹이원으로 이용될 수 있는 능력은 북극 최대 포식자의 생사를 가르는 문제이다.

메커니즘 및 관찰

스탠퍼드대학교 생명공학과 부교수인 마누 프라카시가 이끄는 연구진은 2023년 여름, 연구선 시쿨리아크(Sikuliaq)호를 타고 45일간의 북극 탐사를 진행하며 추크치해 전역 12개 지점에서 빙핵을 채취했다. 연구선에 탑재된 특수 현미경을 사용하여 얼음 내부를 촬영하고 규조류의 움직임을 관찰했다. 그런 다음 '특수 영하 현미경'의 온도를 영하로 낮추고, 매우 차가운 해수 위에 얇은 얼어붙은 담수층을 덮어 해빙이 염분을 배출할 때 형성되는 자연적인 미세 통로를 모방하여 겨울 환경을 조성했다.

이러한 영하의 조건에서도 규조류는 점액 분비(고분자 물질)와 분자 운동 기구(액틴 필라멘트 포함)를 결합하여 활공했다. 반면 온대 규조류는 이처럼 낮은 온도에서 얼음 기질 내에서 활공하는 능력이 동일하지 않다.

북극의 먹이사슬에서 조류가 널리 퍼져 있는 것과 관련하여, 프라카시 교수는 연구팀의 수중 드론을 통해 “북극은 위는 흰색이고 아래는 녹색이다. 조류가 존재하기 때문에 완전히 녹색이다.”라는 사실을 밝혀냈다고 언급했다.

우마나크의 이누이트 어부들은 소형 보트를 이용해 그린란드 광어와 여러 북극 어류를 잡는다. 이 어류들은 궁극적으로 규조류와 기타 식물성 플랑크톤에 의존한다. (크리에이티브 커먼즈)

인간에 미치는 영향

북극 먹이사슬의 건강은 생계를 위한 사냥에 의존하는 원주민 사회에 직접적인 영향을 미친다.

예를 들어, 이누이트족을 비롯한 북극권 사람들은 물개나 고래와 같은 해양 포유류를 사냥하는데, 이들 포유류의 개체 수는 하위 먹이사슬의 생산성에 의해 유지된다. 극한의 추위 속에서도 규조류의 회복력은 수천 년 동안 이러한 문화를 지탱해 왔으며 생태계의 지속적인 건강을 보장한다.