남극 해빙 해역에서의 미생물 생태연구 (Microbial ecology in the sea-ice zone of Antarctica)

남극해는 높은 일차생산력으로 인해 인간활동에 의해 발생한 CO₂의 약 40-50%를 흡수하는 등, 전 지구적 탄소 순환을 조절하는 중요한 해역이다. 그러나 최근 온난화의 영향으로 남극해의 탄소 저장능력 변화에 대한 우려가 제기되고 있다.
남극 폴리냐는 남반구 여름에 남극 대륙으로부터 불어오는 강한 활강바람과 빛에 의해 만들어 지고, 해빙으로 인해 공급된 철과 성층의 강화는 식물플랑크톤의 일차생산력을 증가시키는 주요 요인으로 작용한다(Fig. 1).
폴리냐에서 높은 일차 생산력(18-161 g C m^-2 y^-1)에 의해 고정된 유기탄소 중 일부는 microbial loop를 통해 상위 영양단계로 전달되거나, 미생물의 호흡을 통해 다시 무기탄소로 전환되고, 일부는 생물펌프를 통해 해양 내 오랜 기간 저장된다.
물리/화학/생물학적 요인들에 의해 미생물의 생산력과 호흡율은 조절되며, 이에 따라 미생물에 의한 생지화학적 탄소순환도 영향을 받게 된다.
본 연구실에서는, 2011년 이래 한국극지연구소의 쇄빙선(아라온) 승선연구를 통해, 미생물의 생산력, 호흡율 및 조절요인들에 대한 연구를 수행해 오고 있으며, 이를 통해 획득한 결과들을 바탕으로, 남극해 환경변화(수온상승, 해빙역 감소, 자외선 증가 등)에 따른 미생물의탄소순환 조절기능을 이해하기 위한 연구를 진행 중이다.

Fig. 1. A schematic drawing of a coastal polynya.

남극 아문젠해의 폴리냐에서 식물플랑크톤의 생물량이 높게 측정되었으며, 이와 함께 미생물의 생산력 및 생물량이 높게 나타났다(Fig. 3, 4).
이러한 결과는 남극에서 미생물이 생지화학적 탄소순환과 먹이망 과정(food web processes)에서 중요한 역할을 담당하고 있음을 의미한다.
[문의: 김성한(shkim1778@hanyang.ac.kr)]