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성과명바다 식물 플랑크톤은 기후변화 피해 막는 ‘방어막’

Nutrient uptake plasticity in phytoplankton sustains future ocean net primary production(Science Advances (IF: 14.136, 2021년 기준))

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지원사업
기초과학연구원 사업
지원 기관
과학기술정보통신부
연구 기관
기초과학연구원
연구자
권은영, 스리우쉬 모하난, 악셀 팀머만, 이순선
발표일
2022-12-22
조회수
721

바다 식물 플랑크톤은 기후변화 피해 막는 ‘방어막’


신진대사 탄력적으로 바꿔 기후변화로 인한 생태계 피해 완충



개요

기초과학연구원(IBS) 악셀 팀머만 기후물리 연구단장 연구팀은 기후변화로 인한 서식 환경 변화에도 불구하고, 바다 식물 플랑크톤의 유기탄소 생산량은 증가할 것이라는 예측을 내놨다. 식물 플랑크톤이 지구온난화로 인한 바다 생태계의 교란을 막는 ‘방어막’ 역할을 한다는 의미를 가지고 있다. 과학기술정보통신부와 기초과학연구원이 추진하는 기초과학연구원 사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 12월 22일(한국시간) 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재되었다.


연구 내용

이전 연구들은 표층부의 영양염 고갈이 식물 플랑크톤 생산성을 감소시켜 해양 생태계를 교란하고, 기후에도 악영향을 줄 것으로 전망했다. 하지만 IBS와 미국 하와이대 공동 연구팀은 북태평양 해양과학기지 관측 자료와 슈퍼컴퓨터 ‘알레프(Aleph)’ 기반 기후 모델 시뮬레이션을 통해 식물 플랑크톤의 영양 흡수 조절 능력이 향후 전 지구 해양 생산성에 어떤 영향을 미칠지 분석했다. 그 결과를 종합한 결과, 이전 연구의 결론과 달리 표층부 수온 상승에도 불구하고 식물 플랑크톤 생산성은 증가한다는 결론을 도출했다.

* ‘알레프(Aleph)’ 기반 기후 모델 : 이 모형은 대기‧해양‧해빙‧육지로 구성된 지구 시스템에서 기후 물리적 혹은 생화학 현상을 수치화한다.

하와이 해양 시계열 관측 프로그램의 일환으로 지난 30년간 수집된 식물 플랑크톤 자료에 따르면, 표층 영양염이 매우 고갈된 시기에도 식물 플랑크톤 생산성은 일정하게 유지됐다. 열악한 조건에서 식물 플랑크톤은 인(P) 대신 황(S)을 광합성에 사용하며, 영양염 부족 환경에 적응하기 때문이다. 이는 선행 연구들이 고려하지 않았던 식물 플랑크톤의 ‘영양 흡수 조절 능력’이 있기 때문이었다.


기대 효과

미래 해양 생물권에 대한 예측 능력을 향상하여, 기후-생물권 상호 작용에 대한 이해를 돕고, 미래 바다의 탄소 흡수력 및 수산업 전망에 도움을 줄 수 있을 것이라 기대된다.


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