일반적으로 200미터 아래의 바다 영역으로 알려진 심해는 지구상에서 가장 넓고 다양한 생태계 중 하나입니다. 특히 최근 심해저 자원에 대한 관심이 높아지면서 심해에 대한 이해가 빠르게 증가하고 있습니다. 심해 환경은 극심한 기압과 햇빛이 없는 등 매우 열악하지만, 최근 연구에 따르면 그럼에도 불구하고 생명체가 풍부하게 서식하고 있는 것으로 밝혀졌습니다.
국제 해저 해역(이하 해역)에서 심해저 광물에 대한 탐사가 진행되고 향후 광물 개발에 대한 규정이 마련됨에 따라, 잠재적으로 개발이 가능한 지역에서 발견되는 종에 대한 분류학적 식별, 분류 및 설명은 심해 생물 다양성 및 관련 생태계 서비스를 보호하기 위한 적절한 조치를 개발하는 데 필수적인 정보를 제공하는 데 필수적입니다.
심해 생물다양성에 대한 종합적인 과학 지식을 강화할 필요성은 국제해저기구(ISA)의 2019-2023년 전략 계획 및 고위급 행동 계획과 지속 가능한 개발을 위한 유엔 해양과학 10년을 지원하는 행동 계획에서 강조되고 있으며, 이 계획에서는 6가지 전략적 연구 우선순위 중 하나로 분류학적 식별 및 설명을 포함한 심해 생물다양성 평가를 위한 방법론의 표준화를 명시하고 있습니다.
지난 40년 동안 선구적인 투자자와 탐사 계약업체가 수행한 작업을 기반으로, ISA는 심해 분류학의 발전을 위해 전 세계의 계약업체 및 분류학자들과 긴밀히 협력하고 있습니다. 이들은 함께 표준화된 방법론을 장려하고, 신기술을 활용하고, 글로벌 전문가 네트워크를 구축하여 최상의 데이터와 정보를 기반으로 건전한 규제 프레임워크의 개발을 지원하기 위해 노력하고 있습니다.
탐사 중인 지역, 서식지 및 생물 다양성
ISA는 지금까지 태평양, 인도양, 대서양의 해저에서 세 가지 유형의 광물 자원을 탐사하기 위해 22개 업체와 31건의 계약을 승인했으며, 이는 서로 다른 유형의 서식지, 따라서 서로 다른 생물 군집과 연관되어 있습니다. 심해 평원에서는 다금속 결절 지대가, 해산에는 코발트가 풍부한 페로망간 지각이, 중해 능선 열수 환기구 시스템에서는 다금속 황화물이 발견됩니다.
계약업체들은 수년 동안 각자의 지역에서 미생물군부터 거대 동물군까지 생물 군집의 특성을 파악하기 위한 환경 조사를 수행해 왔습니다. 어떤 경우에는 20년이 넘은 경우도 있습니다. 이 작업은 최근 몇 년간 심해 생물 다양성에 대한 집단적 지식을 향상시키는 데 크게 기여했습니다. 예를 들어, 클라리온-클리퍼톤 해구에서는 이 작업 덕분에 한 해(2017~2018년)에 약 100종의 새로운 생물이 공식적으로 기술되었습니다.
심해 분류학의 도전과 기회
분류학 작업 흐름에는 생물 표본의 수집, 보존, 보관부터 종의 동정 및 설명, 분류학 데이터의 보관 및 공유에 이르기까지 광범위하고 긴 단계가 포함됩니다. 심해 분류학을 발전시키기 위해서는 방법과 프로토콜의 표준화 수준을 높이고, 자금을 늘리고, 전문가를 양성하고, 관련된 모든 기관 간의 협력이 필요합니다.
생물학적 샘플의 수집, 보존 및 보관
실물 표본은 분류학자들에게 가장 중요한 표본입니다. 환경 조사 시 ISA 계약업체는 수층과 해저에서 표본을 채취하여 선박에 보존합니다. 수집 및 보존 방법은 샘플의 형태적, 분자적 무결성을 보장해야 합니다. 육지에 도착한 샘플은 연구 및 교육 목적으로 자연사 박물관 등 가급적 공개적인 생물학적 컬렉션에 장기 보관해야 합니다.
종의 식별 및 설명
종의 식별은 현장과 실험실 모두에서 형태학적 설명, 관련 메타데이터(예: 위치), 사진 문서에 의존합니다. 최근에는 특정 유전자의 짧은 DNA 섹션을 사용하는 방법인 DNA 바코딩도 널리 사용되고 있습니다. 심해에서 표본으로 채집된 종의 상당수(일부 그룹에서는 90%)는 과학적으로 처음 발견되었으며, 국제 표준(예: 동물 종에 대한 국제 동물명명법)에 따라 인정된 이름의 형태로 적절한 분류학적 정체성이 아직 부족합니다. 비디오 카메라와 환경 DNA(eDNA) 등 해양 환경을 조사하는 기술과 방법론의 발전으로 수많은 생물을 발견할 수 있게 되었으며, 해양 생물에 대한 과학적 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 그러나 조정되고 표준화된 이미지 카탈로그와 게놈 라이브러리의 부재로 인해 속 또는 종 수준에서 확실한 분류학적 식별에 도달하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 목록과 라이브러리를 만드는 것은 조사 전반의 일관성을 개선하고, 인공지능과 머신러닝 방법을 통해 자동화된 일상적인 분석을 개발하며, 궁극적으로 심해의 생물다양성 평가와 모니터링을 강화하는 데 매우 중요합니다.
분류학 데이터 보관 및 공유
분류학적 워크플로에서는 이미지(및/또는 도면), 위치 및 분포를 포함한 메타데이터, DNA 서열의 세 가지 유형의 데이터가 생성됩니다. ISA 계약업체는 기본 조사 중에 수집한 모든 환경 데이터를 공유해야 합니다. 이 데이터는 ISA 심해저 및 해양 데이터베이스(DeepData)에 저장되며 일반인이 액세스할 수 있습니다. 이 데이터에 대한 접근을 더욱 촉진하고 심해 분류를 지원하기 위해 ISA는 데이터 교환을 촉진하기 위해 IOC-유네스코의 해양생물다양성 정보 시스템(OBIS)과 협력을 시작했습니다. 이 협력은 새로운 발견을 포함하여 심해 생물종에 대한 광범위한 기록에 대한 대중의 접근성을 크게 높일 것으로 기대됩니다.
글로벌 심해 분류학 플랫폼을 향하여
심해 분류학 정보의 효과적인 생성, 사용 및 공유는 ISA, 계약자, 학술 및 과학 기관, 박물관, 기타 관련 이해관계자 간의 협력 강화를 통해서만 가능합니다. ISA는 2020년 9월 심해 분류학 표준화 워크숍을 개최하는 등 다양한 전문 지식을 한데 모아 분류학 워크플로우를 위한 표준화된 방법론과 도구를 개발 및 보급하고, 심해 분류학의 다양한 분야에서 역량 강화를 촉진하며, 데이터 접근 및 공유를 개선하기 위한 심해 분류학 지식 플랫폼을 구축하기 위해 노력해 왔습니다. 이러한 협업 플랫폼은 인류 전체의 이익을 위해 해양 환경 보호에 대한 ISA의 의무를 이행하는 데 필요한 중요한 과학적 근거인 고품질 심해 분류학 데이터와 정보를 제공하는 데 도움이 될 것입니다.
이 글은 유엔 해양 10년을 주제로 한 온라인 시리즈의 일부입니다. 다음 7가지 해양 10년의 성과와 관련된 이니셔티브, 새로운 지식, 파트너십 또는 혁신적인 솔루션과 관련된 이야기가 매주 한 편씩 게재될 예정입니다. 여기에서 해양 10년 특별 디지털 호에 액세스하세요.