Seasonal dynamics of macroalgal dominance and its ecological impacts on coral reefs in Mangadu, Palk Bay, India

해저 바닥을 북적이는 수중 도시라고 상상해 보세요. 건강한 동네에서는 산호로 만들어진 건물들이 다채롭고 정교하게 자리 잡고 있어, 물고기들에게 집을 제공하고 해안을 보호합니다. 하지만 때때로 이 도시는 다른 종류의 세입자를 마주하기도 합니다. 바로 해조류입니다. 해조류는 바닷물을 정화하고 먹이를 제공하는 거대한 떠다니는 스펀지 역할을 하는 자연스러운 바다의 일부이지만, 때로는 너무 빠르게 자라나서 주변을 점령해 버리기도 합니다. 이것을 "대형 조류 우점(macroalgal dominance)"이라고 부릅니다. 이는 마치 잡초가 꽃보다 너무 무성하게 자라 꽃을 질식시키고, 원래 그곳에 있어야 할 식물들을 밀어내며 햇빛을 차단하는 정원과 같습니다. 과학자들이 이를 연구하는 이유는 해조류가 점령하면 산호 도시가 병들고, 하얗게 변하며(백화 현상), 결국 죽어서 수중 동네를 텅 비고 회색빛으로 만들기 때문입니다. 여기서 핵심적인 질문은, 왜 가끔 해조류가 승리하는지, 그리고 해조류가 승리할 때 산호에게 어떤 일이 일어나는가 하는 것입니다.

이 논문은 인도 남동부 해안 팔크 베이(Palk Bay)에 위치한 망가두(Mangadu)라는 곳에서 벌어지는 바로 그 드라마를 깊이 파고듭니다. 안나말라이 대학교(Annamalai University)와 마두라이 카마라즈 대학교(Madurai Kamaraj University) 연구진은 수중 탐정처럼 행동하며, 서로 다른 종류의 해조류(녹조류, 갈조류, 홍조류)가 1년에 걸쳐 어떻게 유입되어 산호초를 점령해 나가는지 추적했습니다. 그들은 계절(여름, 몬순, 겨울 등)에 따라 누가 주도권을 잡는지, 그리고 해조류의 성장이 산호의 건강에 어떤 영향을 미치는지 알아보고 싶었습니다. 그들은 해조류가 단순히 그 자리에 머물러 있는 것이 아니라, 산호를 위해 공간을 두고 적극적으로 싸우며, 산호에 그늘을 드리우고 저산소 구역을 만들어 산호를 스트레스 상태로 몰아넣는다는 것을 발견했습니다. 연구는 보트가 닻을 내리는 것과 같은 인간 활동이 문제를 악화시켜, 균형 잡힌 생태계를 해조류가 지배하는 환경으로 바꾸고 있다고 시사합니다.

공간을 향한 수중 전투

이야기는 인도의 풍요로운 해양 생태계로 알려진 해안 지역인 망가두에서 시작됩니다. 이곳에서 연구진은 "벨트 트랜섹트(belt transect)", 즉 해저에 길게 늘어뜨린 줄자와 그를 따라 배치된 사각형 프레임(quadrat)을 설치하여 그곳에 무엇이 살고 있는지 조사했습니다. 그들은 2024년 6월부터 2025년 5월까지 여름, 프리 몬순(pre-monsoon), 몬순, 포스트 몬순(post-monsoon) 시즌을 포함하여 일 년에 네 번 이 작업을 수행했습니다.

그들이 발견한 것은 "잡초 전쟁"의 명확한 계절적 변화였습니다. 해저 바닥은 정지해 있지 않았으며, 날씨에 따라 변화했습니다.

• 몬순 기간 동안: 녹조류(Chlorophyta)가 주도권을 잡아 해조류 피복량의 약 66%를 차지했습니다. 마치 초록빛 파도가 산호초를 덮치는 것 같았습니다.
• 여름 및 프리 몬순 기간 동안: 갈조류(Phaeophyta)가 등장하여 각각 61%와 52%의 피복량을 기록하며 우위를 점했습니다.
• 홍조류(Rhodophyta): 이들은 약자였습니다. 적은 수(6%를 넘지 않음)로만 나타났으며 주로 에너지가 낮고 조용한 곳에 숨어 있었습니다.

두 가지 특정 종이 주요 골칫거리였습니다. 카울레르파 세도이데스(Caulerpa sedoides)(녹조류)는 가장 꾸준한 승자로, 연중 내내 엄청난 숫자로 나타났으며 몬순 기간에는 39%의 피복량으로 정점을 찍었습니다. 사르가숨 비티(Sargassum wightii)(질긴 갈조류)는 따뜻하고 에너지가 넘치는 물속에서 번성하며 36.5%의 피복량에 도달한 여름의 챔피언이었습니다.

침입의 무게

단순히 해조류가 얼마나 많은 공간을 차지했느냐의 문제가 아니라, 얼마나 무거웠느냐도 중요했습니다. 연구진은 해조류의 "생물량(biomass)"이 얼마나 쌓이는지 확인하기 위해 무게를 쟀습니다. 그들은 포스트 몬순 시즌이 성장 정점임을 발견했습니다.

• 해조류의 습중량(wet weight)은 포스트 몬순 기간에 제곱미터당 최고 7.82 kg에 달했습니다.
• 수분을 제거한 실제 고체 성분인 건중량(dry weight)은 같은 기간 제곱미터당 1.98 kg이었습니다.

이는 몬순의 폭우 이후 물이 영양분이 풍부해져, 마치 해조류를 폭발적으로 성장시키는 강력한 비료처럼 작용했음을 시사합니다.

산호의 투쟁

가장 우려되는 부분은 해조류가 자라면서 산호에게 일어난 일입니다. 해조류가 자람에 따라 산호는 고통받았습니다.

• 해조류 피복량이 **62%**로 가장 높았던 여름에는 살아있는 산호 피복량이 약 **34%**로 떨어졌습니다.
• 해조류는 무거운 담요처럼 작용하여 산호가 생존하는 데 필요한 햇빛을 차단했습니다.
• 또한, 특히 밤 시간에 산소가 매우 적은 "저산소 미세환경(hypoxic microenvironments)"을 조성했습니다. 이는 산호를 질식시키는 것과 같습니다.
• *사르가숨(Sargassum)*이나 할리메다(Halimeda) 같은 일부 해조류는 산호에 물리적으로 접촉하여 산호 조직이 후퇴하고 죽게 만들었습니다.

흥eros하게도, 데이터에 따르면 산호 백화 현상(스트레스로 인해 산호가 하얗게 변하는 현상)은 몬순과 프리 몬순 시즌(약 19.69% 및 16.83%)에 가장 높게 나타났습니다. 이는 백화를 일으키는 스트레스 요인이 단순히 해조류의 물리적 압박과는 다르며, 수온이나 화학적 변화와 관련이 있을 수 있음을 시사합니다.

왜 이런 일이 일어나고 있는가?

논문은 자연과 인간 활동의 혼합을 원인으로 지목합니다.

1. 영양 과잉: 물의 화학적 성질이 계절에 따라 변했습니다. 몬순 전에는 질소와 인 같은 영양분이 높은 수준이었습니다. 이는 잔디에 비료를 붓는 것과 같습니다. 잡초(해조류)가 꽃(산호)보다 더 빨리 자라게 만듭니다.
2. 인간의 방해: 연구진은 보트가 닻을 내리거나 얕은 물을 이동하는 활동이 모래를 뒤섞는다는 점에 주목했습니다. 이는 산호를 손상시키고 해조류가 쉽게 뿌리를 내릴 수 있는 빈 공간을 만듭니다.
3. 양식업: 이 지역은 *카파피쿠스 알바레지(Kappaphycus alvarezii)*라는 특정 홍조류 양식으로 알려져 있습니다. 이 양식업은 지역 어민들에게 도움이 되지만, 논문은 이 양식업이 과도한 어업(해조류를 먹는 물고기를 잡는 것)과 결합하여 자연스러운 균형을 깨뜨리고 있다고 제안합니다. 해조류를 억제하는 물고기들이 사라졌고, 양식된 해조류가 탈출하거나 환경을 변화시켜 야생 해조류가 점령하도록 만들고 있습니다.

결론

연구는 망가두의 산호초가 산호 중심의 도시에서 해조류 중심의 도시로 변해가고 있다고 결론짓습니다. 데이터는 명확한 연결 고리를 보여줍니다. 물이 영양분이 풍부해지고 인간의 방해가 증가하면 해조류가 승리합니다. 저자들은 이러한 개입이 없다면 이것이 "부정적 피드백 루프"를 만든다고 경고합니다. 산호가 죽으면 빈 공간이 남게 되고, 해조류가 즉시 그 공간을 채워 새로운 산호가 다시 자라나는 것을 더욱 어렵게 만들기 때문입니다.

이 논문은 문제를 해결했다고 주장하는 것이 아니라 경종을 울리는 것입니다. 산호초를 구하기 위해서는 해조류 양식을 관리하고, 보트가 산호초를 손상시키는 것을 막으며, 해조류를 먹는 물고기를 보호해야 한다고 제안합니다. 이러한 조치가 없다면, 망가두의 수중 도시는 활기찬 산호의 집 대신 조용하고 초록빛인 황무지로 변할 위험이 있습니다.