[정보] 미지의 세계, 심해어 좋아하시나요?

심해어에 대해

물고기를 엄청 무서워해 눈앞에서 실제로 보는 것도 소름 돋지만, 이상하게 심해어를 보는 것은 정말 재미있어요. 그래서 오늘의 주제는 심해어!

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 심해어 정의

햇빛이 닿는 해수면의 아래, 바다의 표해수층 또는 유광층 아래에 있는 어둠 속에서 서식하는 물고기를 심해어라고 해요. 랜턴피시를 포함해 발광눈금돔, 달마 상어, 브리틀스마우스, 아귀, 바이퍼피시, 등가시치의 여러 종류가 심해어에 포함돼요.

 

널리 알려진 해양 생물 종의 약 2% 만이 원양 환경에 서식해요. 즉, 바다에서 살고 있는 생물의 98%는 미지의 생물이란 뜻이에요. 이 말만 들어도 너무 재미있지 않나요? 심해 생물은 일반적으로 깊이 1,000m~4,000m의 점심층과 깊이 4,000m~6,000m의 심해원양대에 서식해요. 그러나 생물발광과 같은 심해 생물의 특징은 깊이 200m~1,000m의 중심층에서도 볼 수 있어요.

 

산소 최소층은 바다의 위치에 따라 다르지만 수심 700m에서 1,000m 사이의 어딘가에 존재해요. 이 구간은 영양소가 가장 풍부한 곳으로 거주 가능한 해양 공간의 약 75%를 구성해요. 

 

전체 바다 부피의 약 90%를 차지하는 심해는 어둠 속에 있어요. 빛이 전혀 닿지 않아 고요한 어둠만이 존재하죠. 심해는 기온이 3도를 초과하는 경우는 거의 없으며, 영하 1.8도까지 떨어지는 매두 적대적인 환경을 구성하고 있어요. 또한 저산소 수준이며 20~1,000 기압의 압력이 존재해요.

 

 

 

 특성

심해어는 바다의 심해 지역에서 살아남기 위해 다양한 형태로 진화해왔어요. 심해어 중 다수는 자연광이 없는 지역에 살고 있기 때문에 극한의 빛으로도 먹이와 짝을 찾고 포식자로부터 공격을 피하기 위해 진화했어요. 이 중 다수는 눈이 멀었고, 이로 인해 다른 감각인 압력, 냄새 변화에 대한 후각 민감성과 같은 감각을 발달시켜 왔어요.

 

눈이 멀지 않은 개체들은 생물발광성(화학적 작용을 거쳐 빛을 내는 현상) 빛을 사용할 수 있는 크고 민감한 눈을 가지고 있어요. 이 눈은 인간의 눈보다 빛에 100배 더 민감할 수 있어요. 또한 로돕신(광변환에 수반되는, 빛에 민감한 수용체 단백질)은 동물들이 희미한 빛으로 볼 수 있도록 도와주는 눈의 막대 세포에서 발견됐어요. 대부분의 척추동물이 보통 하나의 로돕신 유전자를 가지고 있는데, 일부 심해어는 여러 로돕신 유전자를 가지고 있으며, 그중 한 어종인 은색 스피니핀은 로돕신을 38개나 가지고 있어요. 

 

많은 심해어들은 생물발광성이며 매우 큰 눈으로 어둠에 적응해 살아요. 생발광 유기체는 루시페린(생물 발광에 관여하는 물질) 분자의 교반을 통해 생물학적으로 빛을 생산할 수 있으며, 그래서 빛을 낸다고 해요. 이 과정은 산소가 있어야 이뤄지는 과정이기 때문에 중심해 지역과 그 이하, 비교적 해수면과 가까운 지역에서 흔해요. 

 

심해 환경에 도달하는 적은 빛의 수준 때문에 대부분의 물고긴느 더 높은 층에서 가라앉는 유기 물질에 의존하고 있으며, 드물게는 영양분을 얻기 위해 열수 분출공(뜨거운 물과 기체가 지하로부터 솟아 나오는 굴뚝형 구멍)에 의존해요. 이는 깊은 바다에서의 생산성이 훨씬 떨어진다는 뜻이에요. 먹이 공급이 원활하지 않기 때문에 심해에 살고 있는 유기체들은 생존할 수 있는 그들만의 적응 방식이 필요해요. 어떤 종들은 먹이를 찾거나 깊고 어두운 바닷속에서 짝을 유혹하기 위해 긴 더듬이를 가지고 있어요. 특히 심해어류는 얼굴에서 긴 낚싯대 모양의 각색이 튀어나와 있고, 그 끝에는 먹이를 유인하기 위한 생물발광성 피부 조각이 있어요. 어떤 어류는 자신과 비슷하거나 더 큰 생명체를 먹음으로 생명을 유지해야 하고, 또 효율적으로 소화시켜야 해요. 그래서 크고 날카로운 이빨, 경첩이 달린 턱, 불균형적으로 큰 입, 확장 가능한 몸은 심해어들이 가지고 있는 특징 중 하나예요. 우리가 심해어라고 하면 떠올리는 이미지인 '괴물같이 생긴 물고기'의 형태는 바로 이 기능을 위해 만들어진 심해어들의 특징이죠.

 

 

 

 고압에 대한 적응

우리가 알고 있는 바다 생물이 전체 바다 생물의 2%라는 것을 위에서 한 번 언급했었어요. 이는 인간이 탐구할 수 없는 영역이기 때문인데요. 인간이 심해를 탐구할 수 없는 영역은 바로 바다 속으로 들어갈수록 압력이 높기 때문이에요. 이 때문에 깊은 바닷속에 잠수한 잠수부는 시간차를 두고 천천히 해수면으로 올라와 잠수병을 예방하기도 하죠. 다이빙벨이 이와 관련된 발명품이기도 해요.

 

그렇다면 심해에 사는 심해어들은 어떻게 이러한 고압에 견디며 살 수 있을까요? 깊이 1,000m~4,000m의 점심해수층의 밑바닥에 있는 어류의 경우 견디는 압력은 약 400기압에 달해요. 심해 생물은 신체 세포와 생리적인 수준에 적응해 압력이 큰 환경에서도 생존할 수 있어요. 높은 수준의 외부 압력은 대사 과정과 생화학적 반응이 어떻게 진행되는지에 영향을 미쳐요. 많은 화학반응의 평형은 압력에 의해서 방해받기도 하고, 압력은 부피 증가를 일으키는 과정에서 억제할 수 있어요.

 

심해어의 단백질 구조와 반응 기준은 이러한 높은 압력 수준에서도 버틸 수 있도록 설계되었어요. 고압 환경에서 이중층 세포막은 유동성의 손실을 경험해요. 심해 세포막은 불포화 지방산의 비율이 높은 인지질 이중층을 선호하며, 이는 해수면의 세포막보다 높은 유동성을 유도해요. 심해 생물 종류는 지표면 생물에 비해 엔트로피와 엔탈피의 변화가 낮아요. 또, 심해어의 구상 단백질은 해수면에 사는 물건기의 단백질에 비해 상대적으로 단단하며, 근육 섬유에서 나오는 액틴은 열에 매우 강해요. 

 

 

 

 

정리 한 마디

탐구할 수 없기 때문에 더 궁금하고 호기심이 생기는 심해와 그 곳에 사는 생물들. 언제 봐도 너무 흥미로워요. 압력을 어마어마하게 잘 견디는 탐구선이 발명돼 더 많은 생물들을 알게 되면 좋을 것 같아요.