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심해 거대증

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목차

1. 개요

심해 거대증은 특정 심해 생물 종에서 나타나는 비정상적으로 큰 신체 크기를 의미한다. 갑각류, 두족류, 해파리, 오징어 등 다양한 분류군에서 관찰되며, 대왕오징어와 같은 종은 최대 14m까지 성장한다. 심해 거대증의 원인으로는 낮은 수온, 부족한 먹이, 낮은 포식 압력, 높은 용존 산소 농도 등이 제시되고 있으며, 온도 저하가 세포 크기 증가와 수명 연장으로 이어져 최대 크기를 증가시킨다는 가설이 있다.

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심해 거대증

2. 분류학적 범위

해양 갑각류에서 깊이에 따라 크기가 증가하는 경향은 미시드류, 크릴새우, 십각류, 등각류 및 단각류에서 관찰되었다.[7][1] 심해 거대증이 관찰된 비-절지동물로는 두족류, 자포동물 및 뱀장어목 어류가 있다.[2]

헨리 노티지 모즐리는 1880년에 다음과 같이 언급했다.

:"다른 [동물]들은 그 아래에서 거대한 크기에 도달한다. 이러한 후자의 특성을 나타내는 것은 특히 갑각류가 확실하지만, 모든 갑각류가 그런 것은 아니다. 왜냐하면 심해의 가재와 같은 형태는 일반적인 크기이기 때문이다. 나는 이미 우리가 끌어올린 거대한 거미불가사리 [바다 거미]에 대해 언급했다. 루이 아가시는 길이가 27.94cm인 거대한 등각류를 끌어올렸다. 우리는 또한 거대한 새새류를 끌어올렸다. 125년 이상 동안 과학자들은 ''바티노무스 기간테우스''(Bathynomus giganteus)의 극단적인 크기에 대해 숙고해 왔다."[3][19]

심해 거대증을 보이는 주목할 만한 유기체로는 대형 붉은 해파리,[4] ''스티기오메두사''(Stygiomedusa) 해파리, 대형 등각류,[3] 거대 새새류,[3] 거대 바다 거미,[3] 거대 단각류, 일본 대왕게, 대왕 갈치, 심해 가오리, 일곱 팔 문어,[5] 그리고 다수의 오징어 종: 대왕오징어(최대 14m 길이),[6] 콜로살오징어(최대 12m),[6] ''메갈로크란키아 피셔리''(Megalocranchia fisheri), 튼튼한 갈고리 오징어, 다나 문어 오징어, 코카투 오징어, 거대한 사마귀 오징어, 그리고 속 ''마그나피나''의 빅핀 오징어가 있다. 대왕구소쿠무시,[20] giant ostracod,[19] 바다거미,[19] giant amphipod, 게 , 대왕관상어, 가오리, 거대해파리 또한 심해 거대증의 예시이다.

심해 거대증은 일반적으로 meiofauna (1mm 메쉬를 통과하는 유기체)에서 관찰되지 않으며, 실제로 깊이에 따라 크기가 감소하는 역의 경향을 보인다.[11]

2. 1. 갑각류

해양 갑각류에서 깊이에 따라 크기가 증가하는 경향은 미시드류, 크릴새우, 십각류, 등각류 및 단각류에서 관찰되었다.[7][1] 125년 이상 동안 과학자들은 ''바티노무스 기간테우스''(Bathynomus giganteus)의 극단적인 크기에 대해 숙고해 왔다.[3] 헨리 노티지 모즐리는 다른 동물들과 함께 거대한 거미불가사리, [바다 거미], 11인치 (27.94cm)길이의 거대한 등각류, 거대한 새새류를 끌어올렸다고 언급했다.[3]

심해 거대증을 보이는 갑각류에는 대왕구소쿠무시,[20] giant ostracod,[19] 바다거미,[19] giant amphipod, 게 등이 있다.

2. 2. 두족류

심해 거대증을 보이는 두족류에는 대왕오징어(최대 13m),[6] 콜로살오징어(최대 14m),[6] ''메갈로크란키아 피셔리'', 튼튼한 갈고리 오징어, 다나 문어 오징어, 코카투 오징어, 거대한 사마귀 오징어, 그리고 빅핀 오징어 등이 있다.[2] 일곱 팔 문어도 심해 거대증을 보인다.[5]

2. 3. 기타 동물

심해 거대증의 예로는 거대 산갈치(11m), 대왕오징어(13m), 콜로살오징어(14m), 심해등각류(일반 등각류보다 5배 큼) 등이 있다.[7][1][2] 해양 갑각류 중에서 미시드류, 크릴새우, 십각류, 등각류, 단각류에서 깊이에 따라 크기가 증가하는 경향이 관찰되었다.[7][1] 비-절지동물 중에서는 두족류, 자포동물, 뱀장어목 어류에서 심해 거대증이 관찰되었다.[2]

1880년 헨리 노티지 모즐리는 "다른 [동물]들은 그 아래에서 거대한 크기에 도달한다. 이러한 후자의 특성을 나타내는 것은 특히 갑각류가 확실하지만, 모든 갑각류가 그런 것은 아니다. 왜냐하면 심해의 가재와 같은 형태는 일반적인 크기이기 때문이다. 나는 이미 우리가 끌어올린 거대한 거미불가사리 [바다 거미]에 대해 언급했다. 루이 아가시는 길이가 11인치인 거대한 등각류를 끌어올렸다. 우리는 또한 거대한 새새류를 끌어올렸다. 125년 이상 동안 과학자들은 ''바티노무스 기간테우스''(Bathynomus giganteus)의 극단적인 크기에 대해 숙고해 왔다."라고 언급했다.[3][19]

심해 거대증을 보이는 주목할 만한 유기체로는 대형 붉은 해파리,[4] ''스티기오메두사''(Stygiomedusa) 해파리, 대형 등각류,[3] 거대 새새류,[3] 거대 바다 거미,[3] 거대 단각류, 일본 대왕게, 대왕 갈치, 심해 가오리, 일곱 팔 문어,[5] 그리고 다수의 오징어 종이 있다. 여기에는 대왕오징어(최대 14m),[6] 대왕 오징어(최대 12m),[6] ''메갈로크란키아 피셔리''(Megalocranchia fisheri), 튼튼한 갈고리 오징어, 다나 문어 오징어, 코카투 오징어, 거대한 사마귀 오징어, 빅핀 오징어가 포함된다. 대왕구소쿠무시,[20] giant ostracod,[19] 바다거미,[19] giant amphipod, 게, 대왕관상어, 가오리, 거대해파리 또한 심해 거대증의 예시이다.

하지만 심해 거대증은 일반적으로 meiofauna에서는 관찰되지 않으며, 실제로 깊이에 따라 크기가 감소하는 경향을 보인다.[11]

2. 4. 인용문

3. 심해 거대증의 원인

해양 갑각류의 경우, 깊이에 따라 크기가 커지는 것은 위도에 따라 크기가 커지는 것과 같은 이유(베르크만의 법칙)라는 주장이 제기되었다. 두 경향 모두 온도 저하에 따라 크기가 커지는 것이 포함된다[23]。깊이에 따른 이러한 경향은 새우, 크릴, 십각목, 쥐며느리목, 단각류에서 관찰된다[23]。일부 동일한 분류군에서, 위도의 경향은 널리 분포된 종뿐만 아니라 관련 종의 비교에서도 관찰되고 있다[23]。온도가 내려간 결과, 세포의 크기가 커지고 수명이 길어진다고 생각된다. 이 둘 모두가 최대 크기가 증가하는 것으로 이어진다 (살아있는 한 지속적으로 성장하는 것은 갑각류의 특징이다)[23]。수직 방향의 온도 구배가 작아지는 북극해 및 남극해에서는, 정수압이 중요한 요소인 것과는 반대로 몸의 크기가 깊어짐에 따라 커지는 경향도 있다[23]。

거대 튜브 벌레의 크기에 영향을 미치는 데에 있어서, 온도가 유사한 역할을 하고 있다고는 생각되지 않는다. 2-30℃의 주변 온도에서 열수 분출공에 서식하는 ''리프티아 파키프틸라/Riftia pachyptilala''는[24], 냉수 용출대에 서식하는 ''라멜리브라키아 뤼메시/Lamellibrachia luymesila''에 필적하는 2.7m의 길이에 달한다. 그러나, 전자는 급속도로 성장하여 수명이 약 2년으로 짧은 반면[25], 후자는 천천히 성장하여 250년 이상 살 수 있다[26]。

3. 1. 낮은 수온

갑각류에서 깊이에 따른 크기 증가는 위도에 따른 크기 증가 (베르그만 규칙)와 유사한 것으로 제안되었는데, 이는 두 경향 모두 온도 감소에 따른 크기 증가와 관련이 있기 때문이다.[7] 위도에 따른 경향은 관련 종 비교와 광범위하게 분포하는 종 내에서 모두 동일한 그룹에서 관찰되었다.[7] 온도 감소는 세포 크기 증가와 수명 증가(후자는 성적 성숙 지연과도 관련이 있다[11])를 초래하는 것으로 생각되며, 이 두 가지 모두 최대 신체 크기 증가로 이어진다(평생 동안 지속적인 성장은 갑각류의 특징이다).[7] 수직 온도 구배가 감소된 북극 및 남극 바다에서는 깊이에 따른 신체 크기 증가 경향도 감소하여 수압이 중요한 변수라는 주장에 반박한다.[7]

온도가 대형 튜브 벌레의 크기에 영향을 미치는 데 유사한 역할을 하는 것 같지는 않다. 열수 분출구 군집에서 2–30 °C의 주변 온도에서 서식하는 ''Riftia pachyptila''는[8] 2.7m 길이에 달하며, 이는 냉수 분출구에서 서식하는 ''Lamellibrachia luymesi''의 길이와 유사하다. 그러나 전자는 빠른 성장률과 약 2년의 짧은 수명을 가지는 반면,[9] 후자는 천천히 성장하며 250년 이상 살 수 있다.[10][24][25][26]

3. 2. 부족한 먹이

수심 400m 이상에서의 식량 부족은 심해 거대증의 요인으로 여겨진다. 더 큰 몸집은 널리 흩어져 있는 자원을 찾을 수 있는 능력을 향상시킬 수 있기 때문이다.[11] 플랑크톤 알이나 유충을 가진 생물체의 경우, 더 큰 초기 식량 비축량을 가진 더 큰 새끼가 더 먼 거리를 이동할 수 있다는 것도 또 다른 가능한 이점이다.[11] 이러한 상황에 대한 적응의 예로, 대형 등각류는 식량이 있을 때 몸을 불룩하게 부풀려 이동 능력을 손상시킬 정도로 먹이를 섭취하며,[12] 포획 상태에서 5년 동안 음식 없이 생존할 수 있다.[13][14]

클라이버의 법칙에 따르면, 동물의 크기가 커질수록 신진대사가 더욱 효율적으로 변한다. 즉, 동물의 기초 대사율은 질량의 약 ¾ 제곱에 비례한다.[15] 식량 공급이 제한적인 조건에서 이는 큰 크기에 추가적인 이점을 제공할 수 있다.

해양 갑각류의 경우, 깊이에 따라 크기가 커지는 것은 위도에 따라 크기가 커지는 것과 같은 이유(베르크만의 법칙)라는 주장이 제기되었다. 두 경향 모두 온도 저하에 따라 크기가 커지는 것이 포함된다[23]。깊이에 따른 이러한 경향은 새우, 크릴, 십각목, 쥐며느리목, 단각류에서 관찰된다[23]。일부 동일한 분류군에서, 위도의 경향은 널리 분포된 종뿐만 아니라 관련 종의 비교에서도 관찰되고 있다[23]。온도가 내려간 결과, 세포의 크기가 커지고 수명이 길어진다고 생각된다. 이 둘 모두가 최대 크기가 증가하는 것으로 이어진다 (살아있는 한 지속적으로 성장하는 것은 갑각류의 특징이다)[23]。수직 방향의 온도 구배가 작아지는 북극해 및 남극해에서는, 정수압이 중요한 요소인 것과는 반대로 몸의 크기가 깊어짐에 따라 커지는 경향도 있다[23]。

거대 튜브 벌레의 크기에 영향을 미치는 데에 있어서, 온도가 유사한 역할을 하고 있다고는 생각되지 않는다. 2-30℃의 주변 온도에서 열수 분출공에 서식하는 ''Riftia pachyptila''는[24], 냉수 용출대에 서식하는 ''Lamellibrachia luymesi''에 필적하는 2.7m의 길이에 달한다. 그러나, 전자는 급속도로 성장하여 수명이 약 2년으로 짧은 반면[25], 후자는 천천히 성장하여 250년 이상 살 수 있다[26]。

3. 3. 낮은 포식 압력

심해 환경에서의 포식 압력 감소도 심해 거대증에 영향을 미칠 수 있다.[16] 완족동물 연구에 따르면, 가장 깊은 수심에서는 얕은 수심보다 포식이 거의 10배 덜 빈번하게 일어났다.[16]

해양 갑각류의 경우, 깊이에 따라 크기가 커지는 것은 위도에 따라 크기가 커지는 것(베르크만의 법칙)과 같은 이유라는 주장이 제기되었다. 두 경향 모두 온도 저하에 따라 크기가 커지는 것이 포함된다.[23] 깊이에 따른 이러한 경향은 새우, 크릴, 십각목, 쥐며느리목, 단각류에서 관찰된다.[23] 일부 동일한 분류군에서, 위도의 경향은 널리 분포된 종뿐만 아니라 관련 종의 비교에서도 관찰되고 있다.[23] 온도가 내려간 결과, 세포의 크기가 커지고 수명이 길어진다고 생각된다. 이 둘 모두가 최대 크기가 증가하는 것으로 이어진다 (살아있는 한 지속적으로 성장하는 것은 갑각류의 특징이다).[23] 수직 방향의 온도 구배가 작아지는 북극해 및 남극해에서는, 정수압이 중요한 요소인 것과는 반대로 몸의 크기가 깊어짐에 따라 커지는 경향도 있다.[23]

거대 튜브 벌레의 크기에 영향을 미치는 데에 있어서, 온도가 유사한 역할을 하고 있다고는 생각되지 않는다. 2-30℃의 주변 온도에서 열수 분출공에 서식하는 ''리프티아 파키프틸라/Riftia pachyptilala''는[24], 냉수 용출대에 서식하는 ''라멜리브라키아 뤼메시/Lamellibrachia luymesila''에 필적하는 2.7m의 길이에 달한다. 그러나, 전자는 급속도로 성장하여 수명이 약 2년으로 짧은 반면[25], 후자는 천천히 성장하여 250년 이상 살 수 있다.[26]

3. 4. 높은 용존 산소 농도

해양 심해 거대증에는 용존 산소 수치도 역할을 하는 것으로 여겨진다. 1999년 심해 단각류 갑각류에 대한 연구에 따르면, 유기체의 최대 잠재 크기는 더 깊은 해역의 증가된 용존 산소 수치와 직접적인 상관관계가 있다.[17] 해양에서 용존 산소의 용해도는 압력 증가, 염분 농도 감소 및 온도 감소로 인해 깊이에 따라 증가하는 것으로 알려져 있다.[17]

이러한 경향에 대한 제안된 이론은 심해 거대증이 해양에서 질식을 방지하기 위한 적응형 형질일 수 있다는 것이다.[18] 더 큰 유기체는 해양 내에서 더 많은 용존 산소를 흡수하여 충분한 호흡을 가능하게 한다. 그러나 이러한 산소 흡수 증가는 유기체가 너무 높은 수준의 산소를 가져 유해하고 독성이 되는 산소 중독의 위험을 수반한다.[18]

해양 갑각류의 경우, 깊이에 따라 크기가 커지는 것은 위도에 따라 크기가 커지는 것과 같은 이유(베르크만의 법칙)라는 주장이 제기되었다. 두 경향 모두 온도 저하에 따라 크기가 커지는 것이 포함된다.[23] 깊이에 따른 이러한 경향은 새우, 크릴, 십각목, 쥐며느리목, 단각류에서 관찰된다.[23] 일부 동일한 분류군에서, 위도의 경향은 널리 분포된 종뿐만 아니라 관련 종의 비교에서도 관찰되고 있다.[23] 온도가 내려간 결과, 세포의 크기가 커지고 수명이 길어진다고 생각된다. 이 둘 모두가 최대 크기가 증가하는 것으로 이어진다 (살아있는 한 지속적으로 성장하는 것은 갑각류의 특징이다).[23] 북극해 및 남극해에서는, 정수압이 중요한 요소인 것과는 반대로 몸의 크기가 깊어짐에 따라 커지는 경향도 있다.[23]

거대 튜브 벌레의 크기에 영향을 미치는 데에 있어서, 온도가 유사한 역할을 하고 있다고는 생각되지 않는다. 2-30℃의 주변 온도에서 열수 분출공에 서식하는 ''리프티아 파키프틸라/Riftia pachyptilala''는[24], 냉수 용출대에 서식하는 ''라멜리브라키아 루이메시/Lamellibrachia luymesila''에 필적하는 2.7m의 길이에 달한다. 그러나, 전자는 급속도로 성장하여 수명이 약 2년으로 짧은 반면,[25] 후자는 천천히 성장하여 250년 이상 살 수 있다.[26]

3. 5. 기타 요인

해양 갑각류의 경우, 깊이에 따라 크기가 커지는 것은 위도에 따라 크기가 커지는 것과 같은 이유(베르크만의 법칙)라는 주장이 제기되었다. 두 경향 모두 온도 저하에 따라 크기가 커지는 것이 포함된다.[23] 깊이에 따른 이러한 경향은 새우, 크릴, 십각목, 쥐며느리목, 단각류에서 관찰된다.[23] 일부 동일한 분류군에서, 위도의 경향은 널리 분포된 종뿐만 아니라 관련 종의 비교에서도 관찰되고 있다.[23] 온도가 내려간 결과, 세포의 크기가 커지고 수명이 길어진다고 생각된다. 이 둘 모두가 최대 크기가 증가하는 것으로 이어진다 (살아있는 한 지속적으로 성장하는 것은 갑각류의 특징이다).[23] 북극해 및 남극해에서는, 정수압이 중요한 요소인 것과는 반대로 몸의 크기가 깊어짐에 따라 커지는 경향도 있다.[23]

거대 튜브 벌레의 크기에 영향을 미치는 데에 있어서, 온도가 유사한 역할을 하고 있다고는 생각되지 않는다. 2-30℃의 주변 온도에서 열수 분출공에 서식하는 ''Riftia pachyptila''는[24] 냉수 용출대에 서식하는 Lamellibrachia luymesi영어에 필적하는 2.7m의 길이에 달한다. 그러나, 전자는 급속도로 성장하여 수명이 약 2년으로 짧은 반면,[25] 후자는 천천히 성장하여 250년 이상 살 수 있다.[26]

4. 한국의 심해 거대증 연구

참조

[1] 논문 The relationship between dissolved oxygen concentration and maximum size in deep-sea turrid gastropods: an application of quantile regression http://link.springer[...] 2001-10-01
[2] 웹사이트 Deep Sea Gigantism: Curious Cases of Mystery Giant Eels https://mysteriousun[...] 2019-05-05
[3] 웹사이트 Why isn't the Giant Isopod larger? http://www.deepseane[...] 2015-01-14
[4] 웹사이트 Big Red Jellyfish https://ocean.si.edu[...] 2019-05-05
[5] 논문 The giant deep-sea octopus ''Haliphron atlanticus'' forages on gelatinous fauna 2017-03-27
[6] 웹사이트 Amazing specimen of world's largest squid in NZ http://www.beehive.g[...] New Zealand Government 2007-02-22
[7] 논문 Bergmann's Principle and Deep-Water Gigantism in Marine Crustaceans 2001
[8] 서적 The biology of vestimentiferan tubeworms http://www.sb-roscof[...] Taylor & Francis 2013-10-30
[9] 논문 Rapid growth at deep-sea vents
[10] 웹사이트 Stability and Change in Gulf of Mexico Chemosynthetic Communities http://www.data.boem[...] Bureau of Ocean Energy Management, Regulation and Enforcement 2013-10-30
[11] 논문 Giant Higgins-larvae with paedogenetic reproduction from the deep sea of the Angola Basin? Evidence for a new life cycle and for abyssal gigantism in Loricifera?
[12] 논문 Aspects of the biology of the giant isopod ''Bathynomus giganteus'' A. Milne Edwards, 1879 (Flabellifera: Cirolanidae), off the Yucatan Peninsula
[13] 웹사이트 Aquarium's deep-sea isopod hasn't eaten for over four years http://www.japantime[...] The Japan Times 2013-02-26
[14] 웹사이트 I Won't Eat, You Can't Make Me! (And They Couldn't) https://www.npr.org/[...] NPR 2014-02-22
[15] 논문 Body Size and Metabolic Rate
[16] 논문 Latitudinal and depth gradients in marine predation pressure
[17] 논문 Polar gigantism dictated by oxygen availability http://www.nature.co[...] 1999
[18] 논문 Why polar gigantism and Palaeozoic gigantism are not equivalent: effects of oxygen and temperature on the body size of ectotherms https://www.jstor.or[...] 2013
[19] 웹사이트 "Why isn't the Giant Isopod larger?" http://www.deepseane[...] 2018-03-01
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[21] 논문 The giant deep-sea octopus ''Haliphron atlanticus'' forages on gelatinous fauna 2017-03-27
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[25] 논문 Rapid growth at deep-sea vents
[26] 웹사이트 Stability and Change in Gulf of Mexico Chemosynthetic Communities http://www.data.boem[...] Bureau of Ocean Energy Management, Regulation and Enforcement 2013-10-30


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