2024년 6월부터 생물학자와 과학 잠수사들이 마르세유의 칼랑크 국립공원 수역에서 붉은 해면체 군집에 대한 심층 연구를 진행하고 있습니다. 이 프로젝트는 BUFFER라는 이름으로, 이 종이 기후 변화에 어떻게 저항하는지를 이해하는 것을 목표로 하고 있습니다.
“여러분, 우리는 모여야 합니다. 심각한 일이 발생하고 있습니다!” 2022년 8월, 해양 생물학자 트리스탄 에스타크가 마르세유의 산호초 전문가들에게 경고합니다. 연속적인 해양 열파가 많은 종을 멸종시키고 있으며, 붉은 해면체(Paramuricea clavata)도 포함되어 있습니다. 그 여름에 잠수하는 모든 사람들은 아름다운 자주색 부채가 갈색의 골격으로 대체되고, 그곳에서 몇몇 개체만이 살아남는 것을 목격합니다.
신속하게 화상 회의가 조직됩니다. 다양한 연구소에 흩어져 있는 “산호초 컨소시엄”의 구성원들이 상황을 논의하기 위해 모입니다. 그들 중에는 바르셀로나의 해양 과학 연구소(ICM)에 기반을 둔 생태학자 요아킴 가라부와 포르투갈 포르투의 CIIMAR에서 분자 생태학자로 활동하는 장-바티스트 르두가 있습니다. 인구 유전학자인 디디에 오렐은 마르세유의 MIO와 파리의 MNHM 사이를 오가며 시간을 보냅니다. 바스티앙 메리고와 퀸틴 슐은 UMR MARBEC와 몽펠리에 대학교에서 활동하고 있으며, 스테판 사르토레토와 나타니엘 벤수산은 각각 세인-쉬르-메르와 브레스트에 있습니다. 마르세유에 기반을 둔 트리스탄 에스타크는 해양 생물학 및 해양 생태학 석사 과정을 마친 후 세펑트리온 환경 협회에 합류했습니다.
모두 잠수사인 그들은 마르세유 만에서 관찰 잠수를 실시합니다. 몇 주 안에 그들은 칼랑크 국립공원 내 약 100개 군집에서 붉은 해면체의 사망률에 대한 비극적인 조사를 수행합니다. 이 과학자들은 0에서 40m 깊이 사이에 위치한 약 20개 해면체 군집에서 조각을 채취할 수 있는 허가를 받았으며, 저항력이 있는 군집과 쇠퇴하는 군집 모두를 샘플링합니다. 샘플은 알코올에 보관되고 냉동 보관됩니다.
수백만 개의 유전자 마커
과학적 질문들이 빠르게 떠오릅니다. 왜 어떤 군집은 높은 온도에 더 잘 저항할까요? 이러한 극한 조건에 적응을 촉진하는 유전적 요인이 존재할까요, 아니면 생리학적 또는 미생물학적 요소와 같은 다른 요인이 있을까요? 프랑스 폴리네시아에서 발견된 슈퍼 산호와 유사한 슈퍼 해면체를 식별할 수 있을까요? 그렇다면 이러한 슈퍼 해면체를 통해 멸종된 군집을 복원할 수 있을까요?
장-바티스트 르두는 붉은 해면체 군집에 대한 해양 열파의 영향이 -30 / -35미터까지 가시적이었다고 강조합니다. “해양 열파의 영향이 -35m 이상에서는 제한적이었기 때문에, 깊은 개체군이 피난처와 재식민지화의 잠재력을 제공할 수 있을지 궁금합니다. 다시 말해, 깊은 곳에 사는 해면체의 유충이 표면 개체군을 재식민지화할 수 있을까요?”
Paramuricea clavata는 육상의 숲에서 나무처럼 서식지를 형성합니다. 그 존재는 생태계의 복잡성을 증가시켜 많은 종에게 이익을 줍니다. 과학자들은 수십 년 동안 이 종을 연구해왔습니다. 2010년부터는 약 10개의 마커를 통해 개체군 유전학이 분석되었으며, 다양한 해면체 군집이 유전적으로 거의 관련이 없음을 밝혀냈습니다. 유충의 모집은 매우 지역적입니다.
“고속 염기서열 분석 기술의 발전은 DNA에서 추출할 수 있는 정보에 혁신을 가져왔습니다.”라고 장-바티스트 르두가 설명합니다. “이 방법들은 생물정보학적 접근과 결합되어 수천, 심지어 수백만 개의 유전자 마커를 타겟팅할 수 있게 해줍니다. 이는 개체와 개체군의 유전적 다양성을 특성화하고, 친족 관계, 개체군 간의 유전적 거리, 실제로 번식하는 개체 수, 군집의 생물학적 적응, 그리고 깊은 개체군과 표면 개체군 간의 연결성을 특성화하는 데 있어 비할 데 없는 정확성을 제공합니다.”
고속 분석은 해면체가 해양 열파에 저항하는 것이 유전적 원인인지 생리적 적응의 결과인지도 결정할 수 있습니다.
야심찬 프로젝트
이러한 관점에서 장-바티스트 르두는 BUFFER 프로젝트를 시작합니다. 이 프로젝트는 “극한 기후 사건에 의해 영향을 받는 온대 산호의 보존을 위한 과학적, 정치적, 인식 도구를 생산하는 것”을 목표로 하고 있습니다. BUFFER라는 약어는 “극한 기후 사건에 의해 영향을 받는 온대 산호를 보호하기 위한 자연 기반 솔루션 / Paramuricea clavata의 효과적인 보존 및 복원”을 의미합니다. 이 프로젝트는 퓨어 오션 재단의 지원을 받습니다.
심해 잠수
2024년 11월부터 트리스탄 에스타크와 올리비에 비앙키마니(세펑트리온 환경)는 칼랑크 국립공원 및 그 주변에서 붉은 해면체의 다른 개체군을 샘플링하기 위해 재호흡기로 12번 잠수했습니다. 열 스트레스 저항성 측면 외에도 BUFFER의 독창성은 더 깊은 곳에서 붉은 해면체 개체군을 샘플링하는 데 있습니다.
“우리는 칼랑크 국립공원의 장소를 잘 알고 있지만, 중간 광대역 지역에 대한 유전적 기준선이 없습니다.”라고 트리스탄은 라 피에르 드 카시스 지역에서 잠수한 경험을 언급합니다. 크로마뇽 호에서 잠수사들은 -50m까지 내려간 후 -70m의 바위에 도달하여 붉은 해면체와 노란 해면체의 밀집된 패치를 관찰하지만, 큰 군집은 발견하지 못합니다. 1~2cm 크기의 조각이 20개 이상의 개체에서 채취되어 밀폐 가능한 봉투에 담깁니다. 70m에서 40m 사이에서 25분간 작업한 후 50분간 감압을 거쳐, 이 트리믹스 잠수는 총 90분 동안 지속됩니다.
리우 섬의 카라마사그네 곶은 유명한 잠수 장소입니다. “부표에 정박하여 -35m의 암석 평원으로 내려갑니다. 그 후 모래 통로가 -50m까지 이어집니다. -35m에서 올라오면 해면체가 점액으로 부분적으로 덮여 있지만, 개체군은 양호한 상태로 보입니다. 그러나 지난 11월에는 -47m에서도 해면체 가지에 괴사가 발생한 것을 확인했습니다! 대규모 사망은 없었지만, 일부 군집은 더 민감합니다.”라고 생물학자는 우려합니다. 봄에는 더 먼 지역에서 심해 잠수가 진행되었습니다: 카시스의 비치 록(-70m)과 라 시오타의 블라우키에르 바위(-80m). 마르세유에는 에탄올로 채워진 약 60개의 튜브가 이 귀중한 샘플을 보관하고 있으며, 신중하게 참조되고 라벨이 붙여져 CIIMAR(포르투갈)로 발송될 준비를 하고 있습니다.
결론
이 연구는 붉은 해면체의 생태학과 연결성을 더 잘 이해하는 것을 목표로 하며, 특히 표면 개체군과 중간 광대역 개체군 간의 상호작용을 조사합니다. 적용 가능한 관점에서, 목표는 칼랑크 국립공원의 관리에 대한 구체적인 조치를 제안하는 것입니다. 특히 과학자들은 공원 내에서 종의 연결성을 위한 핵심 개체군을 식별하기를 희망하며, 중간 광대역 지역이 필수적인 보호 구역으로 남아 있도록 하고자 합니다. 트리스탄 에스타크는 2017년 첫 잠수에서 오늘날보다 훨씬 더 높은 해면체 밀도를 관찰했던 기억을 떠올립니다. 현재 상황은 기후 변화의 도전에 직면한 이러한 취약한 생태계를 보호해야 할 긴급성을 강조합니다.
이 기사는 알렉시 발루아가 PLONGEZ! 종이판을 위해 처음 작성한 것이며, 웹에 맞게 수정되었습니다.
사진: 세펑트리온 환경