[바다가 보이는 이야기] 안녕하세요,포항공과대학교 화학공학과 교수 차형준입니다 여러분은 해 양생태계하면 어떤 게 떠오르시나요? 바닷속 환경 아니냐 라고 약간 막연하게 말씀하신 분도 계실 것 같습니다 그래서 첫 번째 시간인 오늘은 여러분과 함께 해양 생태계와 그 안에 있는 해양생물에 대해서 이야기하는 시간을 가지고자 합니다 [차형준 現)포항공과대학교 화학공학과 석좌교수 現)포항공과대학교 바이오신소재연구소 연고소장] [現)(주)네이처글루텍 Co-CEO & CTO 現) 한국과학기술한림원 정회원 & 한국공학한림원 일반회원] [해양 생물의 이용과 해양 과학의 발전 해양 생태계와 해양 생물] 해양은 우리가 바다라고 부르고 있죠 지구 표면적의 71%를 차지하고 있고요 지구 부피로 보면 90% 이상을 차지하는 공간이 바로 바다입니다 바다는 아주 다양한 환경 조건 특히 극한 조건들을 가지고 있습니다 온도도 굉장히 넓은 범위를 가지고 있고 압력도 굉장히 큰 지역도 있고요 빛이 들어가는 공간이 있고 들어가지 못하는 그런 공간도 있고요 영양분도 굉장히 부족한 지역이 있기 때문에 어떻게 보면은 생명체가 살기에는 굉장히 좋지 않은 환경이라 볼 수 있습니다 해양생물이라고 하면은 여러분들은 어떤 것들을 주로 생각하시나요? 생선이라든가이 해조류들을 우리가 생각을 할 수 있지만 그 이외에도 해양 동물 해양 식물을 비롯해서 바이러스라든가 이 해양 미생물들 자 다 이 해양에 사는 생물이라고 할 수 있습니다 해양동물로는 우리 무척추동물,어류 파충류,조류 그리고 포유동물과 같은 육지 생물과는 굉장히 다른 특성을 가지고 있습니다 해양식물은 이 동식물성 플랑크톤을 다 포함해서 이 해수와 퇴적층 물질 순환에 중요한 역할을 수행하는 것을 알고 있고요 해양 바이러스는 해양의 약 10의 30승 이상의 개체가 존재하는 굉장히 생태계에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다 해양생물은 굉장히 다양하게 존재합니다 우리 전체 생물에 80% 이상을 차지하고 있습니다 하지만 상업적으로 이용하는 것은 현재 1% 미만으로 알려져 있습니다 아직도 잘 모르는이 미지의 지역에 있는이 해양생물들을 활용해야 되는 그런 시기가 바로 오고 있다고 저는 생각하고 있습니다 해양생물에 대해서 각각 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠습니다 먼저 해양 미생물입니다 우리가 자급하는 생물들을 다 미생물이라 부르지만 주로 여기서는 지금 박테리아를 주로 얘기하겠습니다 표층수라든가 심층수 그리고 해저토 그리고 해양 동물 안에 또는 해양 식물 안에서도 존재하는 이런 것들이 해양 미생물입니다 해양 미생물은 이 환경에 굉장히 잘 적응하며 살 수 있습니다 그래서 염도가 많은 곳에 할 수 있는 호염성 미생물 그리고 압력이 높은데 살 수 있는 호압성 미생물 낮은 온도에서 살 수 있는 저온성 미생물도 있고요 또 해저 열수구 같이 뜨거운 물이 나오는 곳에 살 수 있는 고온성 미생물들도 있습니다 하지만 우리가 이러한 해양성 미생물을 활용하기 위해서는 우리가 확보해서 그것을 키울 수 있는 배양 기술이 필요한데 현재 전체 미생물 중에서 1%만이 배양이 가능하고요 그러니까 99%는 배양이 불가능한 상태가 됐습니다 그래서 현재 이런 미생물들을 좀 잘 활용하기 위해서 이 메타게놈이라고 해서 그래서 우리가 그 안에 있는 유전자 정보 자체를 전체적으로 같이 확보해서 연구하고자 하는 활용 분야가 현재 많이 필요한 상황이 되겠습니다 다음은 해양 미세조류입니다 식물성 플랑크톤을 여기서 주로 말씀드리겠는데요 크기가 수 마이크로미터에서 수백 마이크로미터 정도의 사이즈의 그런 생명체가 되겠습니다 주로 이 광합성을 할 수 있는 특징을 가지고 있고요 다이아톰 우리가 규조류라고 부르는 것들을 포함해서 다양한 이런 해양 미세조류가 이 해양에 살고 있습니다 다음은 해조류입니다 우리가 주로 식탁에서 볼 수 있는 그런 해초 종류가 되겠는데요 살고 있는 그 지역에 따라서 종류가 나눠집니다 수심 5M처럼 빛이 좀 많이 들어온 지역에는 이 녹조류가 살고 있습니다 파래라든가 청태 같은 것들이고요 조금 빛이 덜 들어오는 지역에는 갈조류가 살고 있습니다 우리가 잘 아시는 이 톳 미역 다시마 그리고 수심 15에서 25M처럼 빛이 좀 많이 안 들어온 지역에는 홍조류라는 김이나 우뭇가사리 등이 살고 있습니다 이렇게 해조류의 색이 다른 이유는 이 들어오는 빛의 파장이 다르기 때문에 파장에 따라서 색을 달리 가지고 있습니다 해양 동물은 우리가 주로 많이 볼 수 있는 또 이렇게 생물들이 되겠습니다 이 마찬가지로 수심에 따라서 살고 있는 해양 동물의 종류가 많이 다른데요 수심이 200M 이하에 좀 낮은 데서는 어류와 같은 생선들이 있고 낙지나 문어와 같은 연체동물들 그리고 불가사리 게 새우 같은 것들이 존재합니다 그리고 또 많은 동물성 플랑크톤이 존재하면서 다른 생물들의 먹이가 되고 있고요 수심이 높은 200M 이상의 심해저로 가면 특수한 어류들이 있고요 또 여러 가지 기타 동물들이 거기에 서식하고 있습니다 이런 해양생물이 환경 자체가 많이 다르기 때문에 육상과는 다른 생리라든가 대사 시스템으로 발전해 왔습니다 그 중에서 가장 특별한 차이점은 육상은 공기가 매질입니다 바다는 매질이 바로 물입니다 즉 생물과 생물 사이에 물이 있기 때문에 해양생물들은 이 외부 침입에 대한 방어기제 자기보호기능이 매우 발달되어 있습니다 항생물질이라든가 또는 여러가지 독성 물질들을 많이 가지고 있으면서 공격을 방어할 수 있는 그런 물질들을 가지고 있다는 것이 특징이기 때문에 우리가 그런 것들을 활용을 해서 우리에게 필요한 소재들을 만들어낼 수 있습니다 또한 이런 물의 운동성을 이용해 가지고 플랑크톤 같은 것들은 물에 흐름을 이용하는 그런 운동성을 가지고 있습니다 또한 이 해양에서는 표면에 붙어서 생활할 수 있는 생물들이 있습니다 이걸 우리가 표면 부착성 생물이라고 하고 있고요 우리 먹이를 먹기 위해서 물을 걸러서 물에 있는 먹이를 먹는 필터 피더라는 형태의 생명체들이 존재합니다 또한 이 해양생물들은 서로 소통하기 위해서 화학물질 같은 것들을 만들어서 분비해서 서로 커뮤니케이션을 하는데 여기서 말하는 소통이라는 것은 어떤 interaction, 상호작용을 말하는 겁니다 이럴 때 이 생물들이 이 화학물질들을 해양에서 있는 생물들은 주로 활용하고 있다고 생각하시면 되겠습니다 해양과 육상은 많은 다른 점을 가지고 있기 때문에 생물들이 우리가 그런 것들을 잘 활용을 해서 우리에게 필요한 그런 지식이라든가 어떤 교훈을 얻어낼 수 있을 거라 생각을 합니다 [해양 생물의 이용과 해양 과학의 발전 -해양 생태계와 해양 생물- 지구 표면적 71%,지구 부피는 90%를 차지하는 바다!] [해양 동물, 해양 식물, 해양 바이러스 등 다양한 해양 생물이 존재 지구 전체 생물의 80% 이상인 해양 생물 중 상업적 이용은 1% 미만] [해양 생물의 종류 해양 동물, 해양 식물 해양 미세조류(식물성 플랑크톤) 해조류 해양 미생물] [해양 생물의 특성 물이 이동하는 매개체가 됨 최부 공격에 대한 방어기제가 매우 발달 물의 흐름을 개체의 운동성으로 이용 표면에 붙어서 자생하는 경우도 있음] 오늘 강의 어떠셨나요? 새삼 바다가 넓게 보이십니까 오늘 알아본 해양생물이 이렇게 다양한 만큼의 우리 활용도도 무궁무진하다고 생각할 수 있습니다 우리나라를 비롯해서 전 세계적으로 바다를 생물자원의 보고로 재인식했다고 합니다 최근 들어 세계적으로 해양생물자원 관련 연구가 빠르게 성장하고 있는 것도 이런 이유 때문일 것입니다 다음 시간에는 해양생물을 활용한 해양생명산업에 대해서 살펴보겠습니다 [바다가 보이는 이야기]