학문
엄격한비단벌레5
산호는 바닷물이 더워지면 왜 하얘지나요?
바닷물 온도가 올라가면 산호가 하얗게 변하는 백화 현상이 나타난다는 기사를 봤습니다. 산호가 단순히 열에 손상돼 색을 잃는 것인지 함께 사는 생물과 관련된 것인지 궁금한데요. 높은 수온에서 발생하는 산호의 백화 현상에 대해서 알려주세요.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 엄격한비단벌레5님. 이중철 전문가입니다.
먼저, 바닷물 온도가 올라갈 때 산호가 하얗게 변하는 백화 현상은 산호 자체가 열에 타서 색소를 잃는 것이 아니라, 산호 세포 속에 함께 살면서 색깔과 영양분을 공급하던 미세 조류가 고수온 스트레스로 인해 밖으로 쫓겨나면서 산호의 하얀 탄산칼슘 골격이 그대로 비쳐 보이기 때문에 발생하는 것이랍니다.
■ 산호의 색깔과 에너지를 책임지는 황록공생조류
산호는 식물이 아니라 말미잘이나 해파리와 가까운 자포동물로, 산호충 자체의 조직은 거의 투명하며 그 아래에는 하얀색의 단단한 탄산칼슘 골격이 자리하고 있습니다. 우리가 바다에서 보는 산호의 다채로운 갈색이나 녹색, 노란색은 산호의 세포 내부에 공생하는 황록공생조류라는 단세포 미세 조류가 가진 엽록소와 보조 색소에서 비롯되는데요. 황록공생조류는 산호 몸속이라는 안전한 보금자리에서 산호가 내뿜는 이산화탄소와 노폐물을 이용해 광합성을 하고, 그 결과 만들어진 포도당과 아미노산 등 전체 에너지의 최대 90퍼센트를 산호에 공급하며 서로 돕고 살아갑니다.
■ 고수온에 의한 활성산소 축적과 공생조류의 퇴출
하지만 지구온난화나 엘니뇨 등으로 평소 여름철 최고 수온보다 바닷물 온도가 1도에서 2도만 높아져도 이 공생 관계는 급격히 무너집니다. 수온이 높아지면 황록공생조류의 엽록체 내 광합성 기관, 특히 빛에너지를 화학 에너지로 바꾸는 광계 II가 열과 강한 햇빛에 손상되면서 전자 전달 과정에 오류가 생기는데요. 이때 정상적인 양분 대신 세포를 파괴하는 유독 물질인 활성산소가 과도하게 만들어집니다. 활성산소가 쌓여 자신의 세포까지 손상될 위기에 처하면, 산호는 스스로 살아남기 위해 몸속에 있던 황록공생조류를 바닷물로 배출해 버립니다. 색소를 띤 공생조류가 빠져나가면 투명해진 산호 조직 아래로 하얀 석회질 뼈대가 드러나며, 백화된 산호는 당장 죽은 상태는 아니지만 주된 에너지원을 잃어 굶주리게 되므로 수온이 빠르게 회복되지 않으면 결국 폐사하게 되어요.
정리하자면,
산호의 백화 현상은 열에 의한 단순한 변색이 아니라 고수온 스트레스로 황록공생조류의 광합성 기관이 망가지면서 유해한 활성산소가 발생하자, 산호가 자신의 세포를 보호하기 위해 공생조류를 몸 밖으로 방출하여 투명한 조직 아래의 하얀 탄산칼슘 골격이 드러나는 현상이랍니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
산호 백화 현상은 바닷물 온도가 올라갈 때 산호와 그 체내에 함께 사는 미세조류 사이의 공생 관계가 깨지면서 발생하는 생태학적 현상입니다.
산호는 식물처럼 보이지만 실제느 자포동물이며, 산호가 색을 띠고 살아갈 수 있는 것은 몸속에 살고 있는 공생조류 덕분입니다. 공생조류는 광합성을 해서 산호에게 포도당과 아미노산 등 영양분의 최대 90%를 공급하고, 산호는 조류에게 서식지와 광합성에 필요한 이산화탄소를 제공합니다.
그런데, 바닷물 온도가 평년보다 단 1~2도만 높아져도 산호 생태계에 문제가 발생합니다.
수온이 상승하면 공생조류의 광합성 시스템이 망가지면서 산호 세포에 해로운 유해 활성산소를 대량으로 만들어내고, 산호는 자신을 보호하기 위해 독성 물질을 뿜어내는 공생조류를 체외로 쫓아내거나 스스로 내보내게 됩니다.
결국 공생조류가 빠져나가면 산호의 투명한 조직 속 하얀색의 탄산칼슘 골격이 그대로 비치게 되고, 이 때문에 산호가 마치 하얗게 칠해진 것처럼 변하는 백화 현상이 나타나는 것입니다.
결론적으로 백화 현상은 단순히 색이 바뀐 것이 아니라 에너지 공급원이 끊긴 상태인 것이죠.