Early-stage heterotrophy and feeding effects on growth and survival of sexually produced elkhorn coral (Acropora palmata) spats
도미니카 공화국산 유성 생식 엘크혼 산호(Acropora palmata) 스팻을 대상으로 한 2주간의 현지 외 실험은, 단기 생존율은 식단과 관계없이 높게 유지되는 반면 이영양 섭식, 특히 갓 부화한 아르테미아를 통한 섭식이 초기 정착 후 성장을 유의미하게 향상시킨다는 것을 보여주며, 이는 능동적인 동물 플랑크톤 섭식을 통해 산호 복원 성과를 개선할 수 있음을 시사한다.
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산호초는 생명력이 넘치고 해안선을 폭풍으로부터 보호하는 바다의 북적이는 도시와 같습니다. 그러나 이 활기찬 생태계는 질병, 수온 상승, 그리고 폭풍으로 인해 급격히 줄어들며 어려움을 겪고 있습니다. 이들을 구하기 위해 과학자들은 실험실에서 새로운 산호를 번식시키고 이를 다시 암초에 심는 방식으로 자연을 돕고자 노력하고 있습니다. '보조 유성 생식'이라 알려진 이 과정은 매년 짧게 진행되는 산호의 산란기에 알과 정자를 채집하여, 탱크에서 이들을 섞고, 그 결과물인 아기 산호인 '스팻(spat)'이 해저에서 살아남을 수 있을 만큼 강해질 때까지 키우는 과정을 포함합니다. 하지만 이 작은 새로운 산호들은 결정적인 병목 구간에 직면해 있습니다. 야생에서는 대부분의 산호가 포식자나 경쟁을 견뎌낼 만큼 커지기도 전에 죽기 때문입니다. 수십 년 동안 과학자들은 이 작은 스팻들이 스스로 먹이를 먹을 수 있는지, 아니면 전적으로 자신들 내부에 저장된 에너지와 조직 내에 사는 미세 조류가 포착한 햇빛에만 의존해야 하는지를 두고 논쟁해 왔습니다. 만약 이들이 먹이를 먹지 못한다면, 성장할 기회를 얻기도 전에 굶어 죽을 수도 있습니다.
최근 한 연구에서 연구진은 한때 카리브해 전역에 거대한 나무 모양의 구조물을 형성했던 멸종 위기종인 엘크혼 산호(elkhorn coral)를 대상으로 이 질문에 대한 답을 찾고자 했습니다. 그들은 이 작은, 갓 정착한 스팻들에게 먹이를 주는 것이 성장을 돕고 생존율을 높일 수 있는지 알고 싶었습니다. 도미니카 공화국의 실험실에서 작업한 연구팀은 야생 군락에서 배우(gametes)를 채집하여 통제된 탱크에서 수천 마리의 스팻을 길러냈습니다. 스팻들이 세라믹 디스크에 정착하여 헤엄치는 유생에서 움직이지 않는 아기 산호로 변했을 때, 연구진은 2주간의 실험을 시작했습니다. 그들은 스팻들을 서로 다른 그룹으로 나누었습니다. 일부는 수족관에서 자주 사용되는 아주 작은 갑각류인 균질화된 브라인 쉬림프(brine shrimp)를 먹였고, 다른 그룹은 상업용 플랑크톤 혼합물을 받았으며, 대조군은 아무것도 먹지 않았습니다. 목표는 물에 먹이를 추가하는 것이 이 연약한 생명체들이 얼마나 빨리 성장하고 2주간 얼마나 많이 생존하는지에 측정 가능한 차이를 만드는지 확인하는 것이었습니다.
결과는 명확하고 고무적인 답을 제시했습니다. 먹이를 준 스랫들은 스스로 저장된 자원에만 의존한 그룹보다 눈에 띄게 빠르게 성장했습니다. 구체적으로, 갓 부화한 브라인 쉬림프를 먹인 그룹은 2주 동안 먹이를 주지 않은 그룹보다 표면적이 약 8% 더 증가하며 가장 높은 성장을 보였습니다. 이것이 아주 작게 들릴 수도 있지만, 육안으로 겨우 보일 정도의 크기인 생물에게 있어 그 추가적인 크기 성장은 매우 의미가 큽니다. 야생에서 약간 더 크다는 것은 모래나 조류에 파묻히느냐, 혹은 성공적으로 암초의 자리를 차지하느냐의 차이를 의미할 수 있기 때문입니다. 연구는 또한 먹이의 종류보다는 먹이를 주는 행위 자체가 더 중요하다는 것을 발견했습니다. 신선한 새우를 먹이든, 오래된 새우를 먹이든, 혹은 상업용 혼합물을 먹이든, 모두 먹이를 주지 않은 것들보다 더 잘 자랐습니다. 이는 먹이를 먹는 능력이 이 산호들이 스스로 생존할 수 있는 크기에 도달하도록 돕는 강력한 도구임을 시사합니다.
더욱 놀라운 발견은 이 산호들이 언제 먹이를 먹기 시작하는지에 관한 것이었습니다. 오랫동안 과학자들은 엘크혼 산호의 스팻들이 적어도 정착 후 3주 동안은 먹이를 잡기에는 너무 작고 미발달되었다고 믿어 왔습니다. 그들은 이 작은 폴립(산호를 구성하는 개별 동물)들이 몸집이 커질 때까지 단순히 기다린다고 생각했습니다. 그러나 연구진은 현미경으로 스팻을 관찰한 결과, 이들이 정착한 지 불과 9일 만에 먹이를 잡는 것을 목격했습니다. 스팻들은 작은 침형 촉수를 사용하여 살아있는 브라인 쉬림프를 붙잡거나, 머리카락 같은 전류를 이용해 죽은 새우 입자를 입 쪽으로 쓸어 모으는 모습이 관찰되었습니다. 어떤 경우에는 몸 외부의 먹이를 먹기 위해 내부의 실 같은 구조를 확장하기도 했습니다. 이러한 관찰은 이 산호들이 초기 며칠 동안 무력하다는 기존의 생각을 뒤엎으며, 이들이 생각보다 훨씬 일찍 사냥할 능력이 있음을 증명합니다.
먹이 공급이 산호의 성장을 도왔지만, 2주간의 실험에서 생존 확률을 변화시키지는 않는 것으로 보였습니다. 먹이를 먹었든 먹지 않았든 거의 모든 스팻이 97% 이상의 높은 생존율을 보였습니다. 이 높은 생존율은 이 어린 산호들이 단기간 동안은 먹이 없이도 생존할 수 있는 충분한 에너지를 내부에 저장하고 있음을 시사합니다. 그러나 연구진은 야생의 조건은 종종 더 가혹하며, 먹이를 먹는 능력이 스트레스나 경쟁이 심한 시기를 견뎌내는 핵심이 될 수 있다고 언급했습니다. 또한 연구는 시작 단계의 산호 크기가 중요함을 강조했는데, 작은 스팻이 큰 스팻보다 더 빨리 성장했으며, 먹이 공급은 큰 스랫들이 크기가 줄어드는 대신 현재의 크기를 유지하도록 돕는 역할을 했습니다. 크기가 줄어드는 현상은 먹이를 주지 않은 큰 스팻들에게서 나타났는데, 이는 실험실의 따뜻한 물이 에너지 요구량이 높은 큰 개체들에게 스트레스를 주었기 때문일 수 있습니다.
이러한 발견은 산호 복원 노력에 실질적인 경로를 제공합니다. 산호의 초기 관리 단계에 간단한 급이 과정을 추가함으로써, 복원 팀은 이들을 암초에 다시 심기 전에 더 크고 강하게 키울 수 있습니다. 일반적으로 더 큰 산호는 조류에 덮이거나 포식자에게 먹히는 것과 같은 해저의 위험으로부터 살아남기에 더 유리합니다. 이 연구는 이러한 급이 전략이 산호 복원 프로젝트의 성공을 높일 수 있는 저비용 고효율의 방법이 될 수 있음을 시사합니다. 이 고대의 건축가들을 구하는 열쇠는 어쩌면 그들의 아기들에게 식사를 제공하는 것처럼 단순한 데 있을지도 모릅니다.
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