산호초 먹는 물고기 알고보니…서로 공생 관계 [핵잼 사이언스]

산호초는 전체 바다 면적의 0.1% 정도에 불과하지만, 지구상에서 가장 생물학적 다양성이 높은 지역으로 알려진 해양 생물종의 4분의 1이 이곳에서 보고됐을 정도다. 하지만 지구 온난화와 환경 오염, 인간의 남획 등으로 인해 산호초 생태계는 심각한 위기에 처해 있다. 여기에 가시관 불가사리처럼 산호를 먹는 생물까지 이상 증식해 위기를 더 키우고 있다.

그런데 미국 라이스대학의 과학자들은 산호를 먹고 사는 물고기 중 하나인 나비고깃과(butterflyfish)를 연구하던 중 의외의 사실을 발견했다. 연구팀은 초식 동물과 식물처럼 나비고기와 산호 역시 천적 관계에 있으면서도 동시에 공생 관계가 있을 것으로 생각했었다.

초식 동물은 식물을 뜯어 먹지만, 동시에 배설물을 통해 식물이 필요한 영양소를 공급하고 어린 식물이 자랄 기회를 제공한다. 산호를 먹는 물고기 역시 예외가 아닐 수 있다. 하지만 연구팀은 나비고기의 배설물을 연구하던 중 여기에 비료 이상의 물질이 있다는 사실을 발견했다. 바로 공생 조류(algae)다.

언뜻 보기에 식물이나 심지어 광물 같은 외형에도 불구하고 사실 산호는 동물이다. 그러나 식물처럼 광합성을 통해서 에너지를 얻을 수 있다. 와편모충류(dinoflagellate) 같이 광합성을 할 수 있는 공생 미생물을 통해 에너지를 얻을 수 있기 때문이다. 산호는 공생 조류에서 이산화탄소와 안전한 보금자리를 제공하고 공생 조류는 광합성으로 얻은 영양분을 일부 나눠주며 서로 공생한다.

연구팀은 나비고기가 산호를 먹고 소화하기는 하지만, 공생 조류까지 소화하지 않는다는 사실을 발견했다. 따라서 나비고기의 배설물에는 비료가 되는 물질은 물론이고 공생조류가 풍부하게 들어 있다. 나비고기 한 마리만 있으면 차 6대가 주차할 공간에 1억 마리의 공생조류를 뿌릴 수 있다. 이 공생 조류는 새로운 숙주를 찾아 정착하기 때문에 새로운 산호가 자라는 데 큰 힘이 된다. 산호와 공생 조류, 나비고기 간의 예상치 못한 공생 관계가 있는 셈이다.

연구팀은 이 물고기의 배설물이 심하게 손상된 산호초를 복구하는 데 도움이 될지 모른다고 생각하고 연구를 진행 중이다. 산호는 큰 스트레스를 받으면 공생 조류를 모두 내보내고 흰색으로 변하는데, 이를 백화 현상이라고 한다. 당연히 이를 복구하기 위해서는 공생 조류의 힘이 필요하다. 물고기 배설물이 파괴돼 가는 전 세계 산호를 살리는 뜻밖의 힘이 될 수 있을지 주목된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com