Escalating marine heatwaves drive taxonomic and functional trait loss in the world’s warmest coral reefs
페르시아만/아라비아만에서 16년간 수집된 조사 데이터를 바탕으로 한 본 연구는, 반복되는 해양 폭염이 기능적 풍부도를 50% 감소시키고 교란에 강하지만 구조적으로는 더 단순한 산호 형질로의 변화를 야기하여, 미래의 기후 온난화를 견뎌낼 수 있는 생태계의 능력을 위협하고 있음을 밝히고 있다.
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세계의 산호초는 온난화되는 바다에 직면해 있으며, 이는 이미 페르시아/아라비아만의 수중 경관을 재편하고 있는 현실입니다. 이 해역은 여름 기온이 지구상의 그 어떤 다른 산호초 시스템보다 정기적으로 높게 치솟는 극한 환경으로, 과학자들은 많은 다른 대양들이 이번 세기말에 직면하게 될 조건들을 이곳에서 마주하고 있다고 예측합니다. 이러한 이유로, 걸프만은 자연적인 실험실 역할을 하며, 극심한 기후 스트레스 하에 놓인 산호 생태계의 미래를 엿볼 수 있는 기회를 제공합니다. 이러한 산호초가 어떻게 변화하고 있는지 이해하기 위해, 연구자들은 단순히 얼마나 많은 다양한 종이 존재하는지를 세는 것 이상의 것을 살펴봅니다. 그들은 산호가 가진 특정한 역할과 형태, 즉 '형질(traits)'을 조사합니다. 숲이 제대로 기능하기 위해 서로 다른 높이와 뿌리 체계를 가진 나무들이 필요하듯, 산호초는 구조를 유지하고 주변의 생명체를 부양하기 위해 다양한 성장 형태와 생물학적 특성을 가진 산호들에 의존합니다. 바다가 너무 뜨거워지면, 그것은 단지 산호를 죽이는 데 그치지 않고, 이러한 생물학적 역할 중 특정 유형들을 선택적으로 제거하여, 잠재적으로 산호초가 이전에 수행했던 필수적인 기능들을 수행할 수 없게 만듭니다.
최근 한 과학자 팀은 남부 걸프만에서 16년 동안 이러한 변화를 추적하며, '해양 열파'라고 불리는 반복적인 극한의 열파가 그곳에 서식하는 산호 공동체를 어떻게 변화시켰는지 관찰했습니다. 그들은 2006년부터 2022년까지 17개의 서로 다른 지점에서 수집된 데이터를 분석하여, 살아있는 산호의 피도를 측정하고 존재하는 산호 속(genus)의 유형을 분류했습니다. 그들의 연구는 극명하고 급격한 변형을 드러냈습니다. 이 기간 동안 산호초의 살아있는 산호 총량은 약 74% 감소했습니다. 가장 극적인 손실은 한때 복잡한 가지 모양과 평평한 테이블 모양으로 흔히 볼 수 있었던 아크로포라(Acropora) 속에서 발생했습니다. 2018년 무렵, 이 산호는 조사 지역에서 완전히 사라졌으며, 그 이후로 발견되지 않았습니다. 포리테스(Porites)와 사이파스트레아(Cyphastrea) 같은 다른 주요 그룹들도 심각한 감소를 겪었으나, 적은 수로 간신히 생존했습니다.
연구진은 이러한 특정 산호 유형의 상실이 산호초가 수행할 수 있는 역할의 붕괴로 이어졌음을 발견했습니다. 그들은 생태계에서 이용 가능한 다양한 생물학적 직무의 전체 범위를 나타내는 '기능적 풍부성(functional richness)'을 측정했습니다. 산호 속의 수가 줄어듦에 따라, 이러한 직무의 다양성도 약 절반으로 줄어들었습니다. 산호초는 더 이상 다양한 모양과 크기가 어우러진 복잡한 모자이크가 아닙니다. 대신, 몇몇 남은 유형들이 지배하는 단순화된 시스템이 되었습니다. 공동체는 열 스트레스에는 더 잘 견디지만, 물고기와 다른 해양 생물들이 의존하는 복잡한 3차원 구조를 만드는 데는 덜 효과적인 산호들로 이동했습니다. 작은 생물들에게 은신처를 제공했던 복잡한 가지 모양과 테이블 모양의 형태들은, 내구성은 더 강하지만 서식처로서의 기능은 훨씬 적은 거대한 덩어리 형태나 기둥 형태의 모양들로 대체되었습니다.
이러한 변화는 단순히 외형의 변화가 아닙니다. 이는 산호초의 회복력과 기능 능력이 근본적으로 약화되었음을 의미합니다. 연구는 남은 산호 공동체가 거의 모든 생태적 작업을 수행하기 위해 단 몇 개의 속(genera)에 과도하게 의존하고 있음을 보여주었습니다. 2006년에는 여러 다른 그룹이 산호초의 전반적인 건강에 기여하고 있었기에 단일 산호 유형의 손실이 중간 정도의 영향만을 미쳤을 것입니다. 그러나 2022년에는, 남은 소수의 지배적인 유형 중 단 하나만 사라지더라도 재앙적인 상황이 될 것입니다. 왜냐에는 그 역할을 대신할 다른 산호들이 남아있지 않기 때문입니다. 연구는 한때 고유한 생물학적 역할을 맡아 안전망 역할을 했던 희귀하고 덜 흔한 산호들이 대부분 사라졌음을 강조합니다. 이러한 중복성(redundancy)이 사라짐에 따라, 산호초는 더욱 온난화에 취약해지고 있으며, 생태계를 살려두는 핵심적인 과정을 유지하기 위한 도구가 점점 줄어들고 있습니다.
이러한 결과는 걸프만이 기능적으로 단순하고 균질화된 상태로 나아가고 있음을 시사합니다. 남은 산호들은 더 강하고 열에 저항력이 있지만, 그 생존의 대가는 구조적 복잡성과 생태적 다양성의 상실입니다. 가지 모양과 테이블 모양의 형태가 사라진다는 것은 산호초가 생성하는 서식지가 줄어든다는 것을 의미하며, 이는 그 공간을 은신처와 먹이로 삼는 물고기와 다른 동물들의 감소로 이어질 수 있습니다. 이러한 단순화는 결국 산호초가 더 이상 산호에 의해 지배되는 것이 아니라, 복잡한 산호 구조가 없는 곳에서 번성하는 조류(algae)나 다른 유기체들에 의해 지배되는 상태로의 전환을 촉발할 수 있습니다. 이 연구는 해양 열파가 전 세계적으로 더 빈번하고 강렬해짐에 따라, 다른 산호초들도 동일한 궤적을 따르며 기능적 다양성과 그에 따른 회복력을 잃게 될 수 있다는 경고의 역할을 합니다. 극한의 조건을 가진 걸프만은, 상승하는 기온으로 인해 다양한 생물학적 역할을 유지하는 능력을 상실했을 때 미래의 산호초가 어떤 모습일지를 전 세계에 보여주고 있습니다.
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