깊은 바다 밑바닥 열수구 주변에서 햇빛 없이도 생태계가 유지되는 원리를 화학 합성 세균이 황화수소를 분해하여 에너지를 얻는 과정으로 설명해 주세요.

Question

깊은 바다 밑바닥 열수구 주변에서 햇빛 없이도 생태계가 유지되는 원리를 화학 합성 세균이 황화수소를 분해하여 에너지를 얻는 과정으로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

심해 열수구는 햇빛이 전혀 들지 않기 때문에 빛을 이용한 광합성을 대신하여 황화수소를 산화시켜 화학 에너지를 얻는 화학합성 세균이 서식하고 있습니다. 그 원리에 대해 설명해 드릴게요.

마그마로 인해 뜨거워진 바닷물은 심해 열수구를 통해 분출될 때, 강한 독성을 띤 황화수소 기체가 대량으로 뿜어져 나옵니다. 일반 생물에게는 치명적이지만, 화학합성 세균에게는 에너지원으로 사용됩니다. 화학합성 세균은 바닷물 속에 녹아 있는 산소와 열수구의 황화수소를 반응시켜 황이나 황산염으로 산화시키는데, 이 과정에서 나오는 화학 에너지를 이용하여 이산화탄소를 영양분인 유기물로 변환합니다.

대표적으로 관벌레나 심해 조개류는 체내 조직에 화학합성 세균을 서식시키고, 세균이 황화수소를 분해해 만들어낸 유기물을 직접 공급받아 소화기관이 없어도 생존 가능합니다. 이 세균들이 뭉쳐 만든 미생물 막을 심해 게, 새우, 갯지렁이 등이 갉아먹고, 이를 다시 상위 포식자가 섭식하면서 태양 에너에 전혀 의존하지 않는 거대한 독립 생태계가 유지됩니다.