해양 규조류, 탄소 흡수 이중 방식 발견으로 탄소 순환 새롭게 조명

Seoul캘리포니아 대학교 샌디에이고 연구팀은 바다 식물성 플랑크톤인 규조류가 광합성을 통해 탄소를 흡수할 뿐만 아니라 유기 탄소를 직접 소비한다는 사실을 발견했다. 이 새로운 발견은 2024년 7월 17일 Science Advances 저널에 발표되었으며, 글로벌 탄소 순환에 대한 우리의 이해를 변화시킬 수 있다.

다음은 연구의 주요 내용입니다:

다양한 연구 결과에 따르면, 규조류는 광합성뿐만 아니라 유기 탄소도 소비하는 것으로 밝혀졌다. Cylindrotheca closterium은 전 세계 해양 표본의 70%에서 동시에 혼합영양을 나타낸다. 이는 대규모 유전체 대사 모델링을 통해 확인되었으며, 특정 박테리아가 규조류에 유기 탄소를 공급할 가능성이 제기되고 있다.

규조류는 전 세계 바다에 서식하는 단세포 생물입니다. 이들은 탄소를 흡수하는 데 중요한 역할을 하며, 해양 먹이 사슬에서도 핵심적인 위치를 차지합니다. 과거에는 규조류가 광합성을 통해서만 탄소를 얻는 것으로 여겨졌습니다. 그러나 최근 연구에 따르면, 규조류의 일종인 Cylindrotheca closterium이 조사된 대부분의 해양 샘플에서 유기 탄소도 섭취하는 것으로 나타났습니다.

UC 샌디에이고의 카르스텐 젱글러 교수는 규조류가 광합성뿐만 아니라 유기 탄소도 소비한다는 사실을 설명했습니다. 이 발견은 탄소 순환에 대한 우리의 이해를 바꿀 수 있습니다. 연구팀은 TARA 해양 탐사에서 얻은 데이터를 바탕으로 이러한 행동을 연구하기 위해 정밀한 유전 모델을 사용했습니다. 이렇게 정밀한 모델이 전 세계적으로 적용된 것은 이번이 처음입니다.

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연구에 따르면 일부 박테리아가 규조류에 유기 탄소를 제공할 수 있으며, 이는 규조류의 성장과 산소 생산에 도움을 줍니다. 이는 해양 먹이망에 중요한 역할을 합니다. 연구팀은 해수의 온도, pH, 염도와 같은 여러 요인을 조사했지만, 이러한 요인들과 규조류의 비광합성 활동 사이에는 관련성을 발견하지 못했습니다. 그러나 규조류와 그것들과 함께 사는 박테리아 사이에는 강한 연결 고리를 발견했습니다.

혼합영양은 생물이 광합성을 하면서 유기 탄소를 섭취하는 것을 말합니다. 이러한 행동이 규조류가 특정한 방식을 나타내는 이유일 수 있습니다. 연구자들은 이번 발견이 박테리아와 규조류 간의 상호작용, 그리고 이들이 탄소 순환에 미치는 영향을 탐구하는 연구를 촉진할 것이라고 생각하고 있습니다.

UC 샌디에이고의 한 연구팀이 여러 가지 규조류 종들 사이에서 얼마나 흔하게 혼합영양이 나타나는지를 조사하는 프로젝트를 확장하고 있습니다. 이전 실험실 연구에서는 이러한 행동이 관찰되었으나 바다에서 실험하기는 어려웠습니다. 연구자들은 첨단 유전체 규모 모델링을 사용하여 이 문제를 해결했고, 이를 통해 유전자 발현 데이터를 통해 활성 대사 과정을 식별할 수 있었습니다.

팀은 아직 이 파트너십을 통해 세균이 얻는 이점을 파악하는 중입니다. 그들은 이 연구가 현재의 탄소 순환 모델을 재검토하는 계기가 되기를 바랍니다. 규조류가 어떻게 탄소를 얻는지를 이해하는 것은 기후 변화 대응에 중요하게 작용할 수 있습니다. 이는 해양 생물학과 탄소 순환 연구에 있어 유망한 진전을 나타냅니다.