Fish Herbivores Targeted by Fishing are Key to Benthic Algal Suppression in Barbados

산호초는 흔히 정적이고 화려한 정원으로 상상되곤 하지만, 실제로는 두 집단의 유기체가 공간을 두고 싸우는 격전지입니다. 한쪽에는 산호가 있는데, 이들은 느리게 성장하며 산호초의 구조를 만드는 건축가 역할을 합니다. 다른 한쪽에는 조류(algae)가 있는데, 이들은 빠르게 성장하는 식물로, 방치될 경우 암석을 빠르게 뒤덮을 수 있습니다. 산호초가 건강하게 유지되려면 잔디를 깎아야 하는 것처럼 조류 또한 억제되어야 합니다. 바다에서는 식물을 먹는 물고기들이 이 '잔디 깎는 일'을 수행합니다. 과학자들은 오랫동안 이러한 식물 섭식 물고기를 너무 많이 제거하면 조류가 점령하여 산호를 질식시키고, 활기찬 산호초를 수중 잡초밭으로 변하게 한다는 사실을 알고 있었습니다. 그러나 모든 초식 물고기가 다 같은 것은 아닙니다. 어떤 것들은 작고, 어떤 것들은 크며, 그들이 먹는 것도 다릅니다. 여기서 핵심적인 질문은 대형 물고기들이 사라졌을 때 소형 물고기들이 그 막중한 임무를 대신 수행할 수 있는지, 아니면 대형 섭식자들의 상실이 산호초에 재앙을 불러올 것인지에 대한 것입니다.

바베이도스 서해안 인근 해역에서 한 연구팀은 물고기의 크기가 산호초를 깨끗하게 유지하는 능력에 정확히 어떤 영향을 미치는지 테스트함으로써 이 질문에 답하고자 했습니다. 연구진은 낚시가 금지된 보호 구역 내에서 연구를 진행하여, 물고기 개체군이 건강하고 인간의 그물로부터 영향을 받지 않도록 보장했습니다. 크기의 역할을 이해하기 위해, 연구진은 해저에 놓인 작고 평평한 타일 주위에 일련의 수중 케이지를 설치했습니다. 이 케이지들은 다양한 크기의 구멍이 뚫린 와이어 메쉬로 제작되었습니다. 한 종류의 케이지는 작은 구멍이 있어 아주 작은 물고기를 포함한 거의 모든 물고기를 차단했습니다. 또 다른 종류의 케이지는 구멍이 더 커서 작은 물고기들은 헤엄쳐 들어올 수 있지만, 더 크고 강력한 섭식자들은 차단하도록 설계되었습니다. 세 번째 설정은 케이지가 전혀 없는 개방형 대조군으로, 모든 물고기가 자유롭게 먹이를 먹을 수 있게 했습니다. 8주 동안 서로 다른 장벽 안의 타일에 무엇이 자라는지 관찰함으로써, 과학자들은 어떤 크기의 물고기가 조류를 억제하는 데 가장 많은 역할을 하는지 정확히 확인할 수 있었습니다.

결과는 놀랍고도 명확했습니다. 모든 물고기(대형 및 소형 모두)를 차단한 케이지 안의 타일은 두껍고 무거운 조류 매트로 뒤덮였습니다. 대형 물고기만 차단하고 소형 물고기는 들여보낸 케이지의 타일은, 모든 물고기를 배제한 곳만큼이나 많은 양의 조류가 자랐습니다. 실제로 실험 종료 시점에 이 케이지 속의 조류는 모든 물고기가 자유롭게 먹이를 먹을 수 있었던 개방형 타일보다 22배나 더 무거웠습니다. 이 결과는 소형 물고기가 대형 물고기의 역할을 대신할 수 있다는 가설을 일축했습니다. 소형 물고기는 대형 초식 동물의 부재를 보완할 수 없었습니다. 연구진은 몸의 깊이가 25mm보다 큰 물고기들, 즉 대형 물고기들이 조류를 억제하는 결정적인 일을 하고 있다는 사실을 발견했습니다. 이들은 현지 어부들이 특정 크기 이상의 것들을 잡도록 설계된 전통적인 물고기 통(fish pots)을 사용하여 가장 흔하게 잡는 크기의 물고기들입니다.

조류의 양뿐만 아니라, 타일에서 자라는 조류의 유형도 어떤 물고기가 먹이를 먹느냐에 따라 극적으로 변했습니다. 물고기가 자유롭게 먹이를 먹을 수 있었던 개방형 타일의 표면은 '석회조류(crustose coralline algae)'라고 불리는 딱딱하고 분홍빛을 띠는 껍질이 지배하고 있었습니다. 이 유형의 조류는 매우 중요한데, 아기 산호들이 정착하고 자라도록 권장하는 신호 역할을 하기 때문입니다. 그러나 대형 물고기가 배제된 케이지에서는 이 유익한 석회조류가 사라졌습니다. 그 자리에는 부드럽고 솜털 같은 엽상 조류(turf algae)와 끈적이는 청록색 박테리아가 무성했습니다. 이러한 빠르게 성장하는 지저분한 조류들은 산호를 질식시키고 새로운 산호가 뿌리를 내리는 것을 방해할 수 있는 종류입니다. 실험은 대형 물고기가 단순히 조류를 더 많이 먹는 것이 아니라, 산호초의 회복을 돕는 단단하고 유익한 석회조류를 남겨두면서, 대신 빠르게 성장하며 경쟁하는 잡초들을 선택적으로 먹어 치운다는 것을 보여주었습니다.

이 연구는 카리브해 산호초 시스템의 특정한 취약성을 강조합니다. 실험에서 필수적인 것으로 확인된 대형 물고기들은 바로 현지 어구들이 목표로 하는 물고기들입니다. 어업에 의해 이 물고기들이 제거되면 산호초는 조류의 과잉 성장에 대한 일차적인 방어력을 잃게 되며, 남아있는 소형 물고기들은 그 공백을 메울 수 없습니다. 연구진은 이번 실험이 물고기가 안전한 보호 구역 내에서 수행되었지만, 이 경계선 바로 바깥에는 동일한 어업 압력이 존재한다고 언급했습니다. 연구 결과는 특정 대형 물고기를 보호하는 것이 단순히 개별 종을 구하는 문제가 아니라, 산호초가 생존할 수 있게 하는 전체적인 생태적 균형을 유지하는 문제임을 시사합니다. 대형 섭식자가 없다면 산호초는 산호가 번성하는 상태에서 조류가 지배하는 상태로 변하며, 이는 수온 상승이나 오염과 같은 다른 스트레스 요인으로부터 생태계가 회복되는 것을 훨씬 더 어렵게 만듭니다. 이 연구는 가장 크고 중요한 식물 섭식자들이 산호초를 깨끗하게 유지할 수 있도록 남겨두어야 한다는 점에서, 어업 규제가 잡히는 물고기의 크기를 고려해야 할 명확하고 측정 가능한 근거를 제공합니다.