심해의 DNA, 숨겨진 바다의 '고속도로'를 밝혀내다

불가사리. 사진 제공: 니시 니자르. 출처: 빅토리아 박물관

빅토리아 박물관 연구소가 주도한 세계 최초의 연구에 따르면, 차갑고 어둡고 압력이 높은 심해 아래에서 해양 생물은 이전에 상상했던 것보다 훨씬 더 전 세계적으로 연결되어 있다는 사실이 밝혀졌습니다.

7월 23일 Nature 에 발표된 이 획기적인 연구는 얕은 연안 해역에서 가장 깊은 심해 평원까지, 그리고 적도에서 극지방까지 발견되는 고대의 가시 동물인 불가사리(Ophiuroidea)의 전 세계적 분포와 진화적 관계를 지도로 나타냈습니다.

과학자들은 전 세계 자연사 박물관에 보관되어 있는 수백 건의 연구 항해에서 수집한 수천 개의 표본의 DNA를 분석하여, 이 심해 무척추동물이 수백만 년에 걸쳐 어떻게 조용히 바다 전체를 이동하여 아이슬란드에서 태즈메이니아까지 생태계를 연결했는지 밝혀냈습니다.

이 전례 없는 데이터 세트는 지난 1억 년 동안 해양 생물이 어떻게 진화하고 바다 전체로 확산되었는지에 대한 강력하고 새로운 통찰력을 제공합니다.

"심해는 멀리 떨어져 있고 고립된 곳이라고 생각할 수도 있지만, 해저에 사는 많은 동물들에게는 사실상 연결된 고속도로와 같습니다."라고 빅토리아 박물관 연구소의 해양 무척추동물 수석 큐레이터이자 이번 연구의 주저자인 팀 오하라 박사가 말했습니다.

"오랜 세월 동안 심해 생물들은 수천 킬로미터에 걸쳐 서식지를 확장해 왔습니다. 이러한 연결성은 지금까지 주목받지 못했던 전 세계적인 현상입니다."

이 연구는 전 세계 48개 자연사 박물관에 소장된 2,699개의 불가사리 표본에서 추출한 DNA를 이용한 동종 연구 중 가장 포괄적인 연구입니다. 4억 8천만 년 이상 지구에 살아온 이 동물들은 3,500미터가 넘는 깊이를 포함하여 모든 해저에서 발견됩니다.

온도 경계에 의해 제한되는 얕은 바다의 해양 생물과 달리, 심해 환경은 더 안정적이며 종들이 광대한 지역에 걸쳐 분포할 수 있도록 합니다. 많은 불가사리는 노른자가 풍부한 유생을 낳는데, 이 유생은 심해 해류를 따라 장기간 표류할 수 있어 멀리 떨어진 지역까지 서식지를 확장할 수 있습니다.

"이 동물들은 지느러미도 날개도 없지만, 바다 전체를 누빌 수 있었습니다."라고 오하라 박사는 말했다. "비결은 바로 이들의 생물학적 특성에 있습니다. 유생은 차가운 물에서 오랫동안 생존할 수 있으며, 느리게 흐르는 심해 해류를 타고 이동할 수 있습니다."

연구에 따르면 심해 군집, 특히 온대 지역의 군집은 천해 군집보다 지역적으로 더 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 호주 남부에서 발견되는 해양 동물들은 지구 반대편 북대서양의 해양 동물들과 밀접한 진화적 연관성을 공유합니다.

하지만 심해는 균일하지 않습니다. 종들이 널리 분포할 수 있지만, 멸종 사건, 환경 변화, 그리고 지형과 같은 요인들이 해저 전반에 걸쳐 다양한 생물 다양성을 만들어냈습니다.

"역설적입니다. 심해는 매우 긴밀하게 연결되어 있지만 동시에 매우 취약하기도 합니다."라고 오하라 박사는 말했습니다. "특히 심해 채굴과 기후 변화로 인한 위협이 증가하는 상황에서, 이 광활한 환경을 보호하려면 생명체가 어떻게 분포하고 이동하는지 이해하는 것이 필수적입니다."

이 연구는 심해 진화에 대한 우리의 이해를 혁신할 뿐만 아니라 박물관 소장품의 지속적인 과학적 가치를 강조합니다. 이 연구에서 분석된 DNA는 332회의 연구 항해를 통해 수집된 표본에서 추출되었으며, 이 중 상당수는 수십 년 전에 수행되어 빅토리아 박물관 연구소를 비롯한 여러 기관에 보존되어 있습니다.

빅토리아 박물관의 CEO 겸 관장인 린리 크로스웰은 "이것은 세계적인 규모의 과학입니다."라고 말했습니다. "박물관들이 국제 협력과 생물다양성 표본 보존을 통해 어떻게 지구의 과거에 대한 새로운 지식을 얻고 미래를 형성하는 데 기여할 수 있는지를 보여줍니다."

이 세계를 선도하는 프로젝트는 자연사 박물관, 대학, 해양 연구 기관을 포함한 전 세계 40개 이상의 기관과의 파트너십을 통해 가능했으며, 호주 CSIRO 해양 국립 시설의 RV Investigator에 대한 해상 시간 보조금을 통한 지원도 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250806094119.htm