보름달물해파리

1. 개요

보름달물해파리는 우산 직경이 15~30cm인 해파리로, 전 세계에 분포하며, 특히 여름과 가을에 많이 관찰된다. 낮은 용존산소 조건에 강한 내성을 보이며, 플랑크톤을 먹고, 작은 물고기를 포식하기도 한다. 수정란은 플라눌라 유생을 거쳐 폴립, 스트로빌라, 에피라, 어린 해파리를 거쳐 성체가 되는 생활환을 거친다. 대량 발생 시 어업과 산업에 피해를 줄 수 있으며, 식용, 약용, 연구 및 관상용으로도 활용된다. 과거에는 Aurelia aurita로 불렸으나, 유전자 분석 결과에 따라 태평양 종은 Aurelia coerulea로 분류된다.

2. 특징

보름달물해파리의 우산 직경은 15~30cm 정도이며, 촉수는 2~3cm 정도로 다른 해파리류에 비해 짧은 편이다. 대량 발생 및 집단 서식하는 경향이 강하다. 비교적 느린 속도로 유영하며 촉수와 입술(구완)에 걸리는 플랑크톤을 잡아먹는다. 자포를 가지고 있지만, 사람에 대한 독성은 낮아 헤엄치는 중에 피부 각질이 얇은 얼굴에 닿았을 때, 사람에 따라 약간의 통증을 느끼는 정도이다.

몸은 사방대칭이며, 4개의 둥근 위강과 말굽 모양의 생식선을 가지고 있어 4개의 눈처럼 보인다. 드물게 오방사, 육방사 형태도 발견되지만, 기본적인 신체 구조는 동일하다.

Aurelia는 호흡기 ( 아가미, 폐, 기관 )이 없으며, 몸을 덮고 있는 얇은 막을 통해 물에서 산소를 확산시켜 호흡한다. 위장강 내에서 산소 농도가 낮은 물은 배출될 수 있으며, 산소 농도가 높은 물은 섬모 운동에 의해 들어올 수 있으며, 이로써 세포를 통한 산소의 확산이 증가한다.

보름달물해파리는 6°C~31°C 정도의 해수 온도에서 살 수 있으며, 최적의 수온은 9°C~19°C이다. 해류가 일정한 따듯한 바다를 선호하며, 6‰ 정도로 낮은 염도의 물에서 주로 발견된다. 여름철 발생하는 빈산소수괴(hypoxia water mass) 현상은 기온이 높고 용존산소(Dissolved Oxygen)가 적은 7, 8월의 여름철에 두드러진다. 실험된 세가지 환경 조건 속에서, 보름달물해파리의 수에 가장 큰 영향을 미친것이 낮은 용존산소이다. 용존산소가 2mg보다 더 낮았을 때 보름달물해파리의 개체 수가 가장 높았다.

일본의 세토 내해에서 250개체로 구성된 보름달물해파리의 집계가 중형동물플랑크톤(mesozooplakton)의 생물량 추정치 100%를 소비했다. 도쿄 만과 세토 내해처럼 용존 산소농도가 낮으면 보름달물해파리의 먹이, 성장, 생존이 유리해진다.

Aurelia의 기본적인 신체 구조는 여러 부분으로 구성되어 있다. 이 동물은 호흡기, 배설 및 순환계가 없다. 투명한 모습을 가진 Aurelia 성체 해파리는 우산 가장자리 막과 바닥에 부착된 촉수를 가지고 있다. 그것은 위장 아래에 밝은 네 개의 생식선을 가지고 있다. 음식은 근육질의 구병을 통과하며, 방사형 관은 음식물을 분산시키는 데 도움을 준다. 중교질, 위표피가 있는 위장강, 그리고 편평 상피가 있다. 수영 근육의 수축과 먹이 섭취 반응을 담당하는 신경망이 있다. 성체 해파리는 최대 40cm의 지름을 가질 수 있다.

해파리는 수컷 또는 암컷이다. 어린 유생 단계인 플라눌라는 작은 섬모 세포를 가지고 있으며, 하루 이상 플랑크톤 속에서 자유롭게 헤엄친 후 적절한 기질에 정착하여 폴립의 일종인 "스키피스토마"로 변하며, 이는 스트로빌화를 통해 작은 에피라로 분열되어 헤엄쳐 나가 해파리류로 성장한다.

2015년 연구에 따르면 A. aurita는 "불멸의 해파리"인 Turritopsis dohrnii와 유사하게 개체가 늙어가는 대신 젊어지는 생명 주기 역전을 할 수 있다는 것을 발견했다.

화장품 및 개인 위생 용품에서 발견될 수 있는 미세 구슬과 같은 인공 물질에 의해 Aurelia의 신체 시스템이 크게 영향을 받지 않는다는 연구 결과가 발표되었다. Aurelia aurita는 미세 구슬이 음식이 아니라는 것을 인식할 수 있었으므로 생리적 또는 조직학적 피해가 없었다.

미즈쿠라게(보름달물해파리)라는 일본어 이름은 몸이 투명하여 물과 구별하기 어렵다는 점, 그리고 수분을 많이 포함하여 물기가 많다는 점 등에서 유래된 것으로 보인다. 갓에 4개의 눈알 모양 무늬가 나타나는 데서, 요츠메쿠라게(네 눈 해파리)라고 부르는 지역도 있다. 이는 눈이 아니라 위강과 생식선이다.

영문명은 다른 근연종을 포함하여 moon jelly(달 해파리)라고 불린다. 갓의 둥근 모양을 보름달에, 그리고 눈알 무늬를 크레이터에 비유한 것으로 보인다. 특히 본 종을 특정하고 싶을 때는 Asian(아시아의) 등 분포지를 붙여 부른다.

3. 생태

보름달물해파리는 느린 속도로 유영하며 플랑크톤을 잡아먹는다. 늦은 봄부터 여름 사이에 폴립들을 관찰할 수 있다. 6°C~31°C의 수온에서 살 수 있으며, 최적 수온은 9°C~19°C이다. 해류가 일정한 따뜻한 바다를 선호하며, 낮은 염도의 물에서 주로 발견된다.

보름달물해파리는 낮은 용존 산소 농도에 강한 내성을 보여, 여름철 빈산소수괴 현상이 발생하는 환경에서도 개체 수가 높게 유지된다. 이는 다른 물고기들과의 먹이 경쟁에서 유리한 위치를 차지하게 한다. 용존 산소 농도가 낮으면 먹이, 성장, 생존이 유리해진다.

연체동물, 갑각류, 멍게 유생, 윤충류, 어린 다모류, 원생동물, 규조류, 알, 물고기 알, 그리고 다른 작은 생물을 포함하는 플랑크톤을 먹는다. 가끔 히드로메두사나 빗해파리와 같은 젤라틴성 동물플랑크톤을 먹기도 한다. 성체 및 유생은 자포를 이용하여 먹이를 잡고 포식자로부터 자신을 보호한다.

먹이는 자포가 있는 촉수로 잡혀 점액으로 묶인 후 위수강으로 옮겨진다. 위수강에서 소화 효소가 나와 먹이를 분해한다. 탄수화물, 단백질, 지질을 처리할 수 있다.

고도불포화 지방산 비율이 높아 포식자에게 중요한 영양소를 공급한다. 개복치, 장수거북, Phacellophora camtschatica, 매우 큰 히드로메두사 (Aequorea victoria) 등 다양한 포식자에게 잡아먹힌다. 홍해에서는 초식동물 물고기에게 계절적으로 잡아먹힌다는 보고도 있었다. 바닷새의 먹이가 되기도 한다.

야생에서 보통 몇 달 동안 살다가 번식 후 죽는다. 대중 수족관에서는 몇 년 동안 살기도 한다. 여름 말의 따뜻한 물은 번식과 조직 복구에 필요한 음식 감소와 결합하여 박테리아 등에 취약하게 만들어 죽음에 이르게 한다.

성체는 연중 출현하며, 특히 여름과 가을에 많이 관찰된다. 시간대에 따라 서식 수심을 바꾸는데, 밤에는 약간 깊은 곳에 많다. 빛과 수온에 영향을 받으며, 발전소 온배수로 인해 표층 수온이 30°C를 넘으면 부상하지 않는다. 염분 농도의 영향에 대해서는 연구자마다 견해가 다르다.

유영은 포식 활동을 겸하며, 우산을 열고 닫아 촉수로 먹이를 잡는다. 먹이는 촉수의 자포에 찔려 마비되고 점액에 얽혀 입을 통해 위강으로 옮겨져 소화된다. 우산 운동은 유영, 포식뿐 아니라 순환 기능도 담당한다. 중추 신경계는 없지만, 신경 전달을 통해 통합된 운동을 할 수 있다. 우산 가장자리의 감각기로 빛과 균형을 감지한다. 천적은 해파리, 바다거북, 개복치 등이다.

3.1. 생활환

성숙한 수컷이 물속으로 방출한 정자를 암컷이 받아 수정한다. 수정란은 암컷 입팔의 보육낭으로 옮겨져 난할을 반복, 체표에 섬모가 생긴 플라눌라 유생으로 성장 후 바다로 헤엄쳐 나간다. 플라눌라 유생은 약 0.2mm 길이에 체표 섬모를 움직여 회전하며 며칠간 유영하다가 적당한 곳에 부착하여 변태한다. 선단에 촉수가 뻗어 정착 후 약 15시간 뒤 말미잘과 비슷한 폴립 형태로 성장한다. 변태 직후 폴립은 2개의 촉수와 중앙의 입을 가지며, 촉수의 자포로 먹이를 섭취한다. 폴립은 섭식을 통해 성장, 촉수 수가 4, 8, 16개를 거쳐 최대 24개까지 늘어난다. 성장한 폴립은 무성생식으로 증식하여 군체를 형성하는데, 주로 새로운 폴립을 만드는 출아나 몸이 수평으로 뻗어 세로로 나뉘는 분열 방식을 사용하며, 이동 후 낭포를 만들기도 한다.

폴립은 뛰어난 재생 능력을 가지고 있어, 잘게 갈아도 흩어진 세포 조직이 모여 폴립을 재생한다.

도쿄만에서는 폴립 사망률이 높으며, 부착성 조개류와의 경쟁 등이 원인으로 지적된다. 후쿠이현에서는 이른 봄부터 초여름에 걸쳐 산란이 이루어진다고 추정된다.

성장한 폴립은 몸에 잘록한 부분(환구)이 생기기 시작하고(횡분체 형성, 스트로빌레이션), 8개의 연변이 형성된다. 이 시기의 폴립을 횡분체(스트로빌라)라 부른다. 횡분체는 잘록한 부분을 늘려가며 뻗어나가다 선단 촉수가 흡수되어 소실되고, 각 절이 분리되어 에피라 유생으로 바다에 헤엄쳐 나간다. 꽃과 같은 형태를 한 3mm 정도의 에피라는 각각 보름달물해파리의 유생이다. 팔 모양 연변 사이가 성장하여 원형이 되면 성체와 거의 같은 형태의 어린 해파리(직경 1~2cm)가 된다. 에피라와 어린 해파리 사이 단계를 메테피라라고 구분하기도 한다.

플라눌라→폴립→스트로빌라→에피라→(메테피라)→어린 해파리→성체

일부 지역 개체군에서는 플라눌라 유생이 직접 에피라 유생으로 변태하여 해파리가 되기도 한다.

4. 분포

보름달물해파리는 한국, 일본, 미국 서해안, 오스트레일리아 등 환태평양 지역에 넓게 분포한다. 과거에는 전 세계적으로 분포하는 것으로 알려졌으나, 최근 분류가 세분화되어 일본 근해에서 발견되는 것은 Aurelia coerulea로 여겨진다. 일반적으로 Aurelia는 강어귀와 항만에서 발견될 수 있는 연안 속에 속한다.

보름달물해파리는 6°C에서 31°C 범위의 해양 수온에서 서식하며, 최적 온도는 9°C에서 19°C이다. 일정한 해류가 있는 온대 기후의 바다를 선호하며, 염분 농도가 1,000분의 6 정도로 낮은 물에서도 발견된다. 여름철 저산소증과 보름달물해파리 분포 사이의 관계는 기온이 높고 용존 산소 (DO)가 낮은 7월과 8월 여름철에 두드러진다. 테스트된 세 가지 환경 조건 중 저층 DO가 보름달물해파리 개체수에 가장 큰 영향을 미친다. 보름달물해파리 개체수는 저층 용존 산소 농도가 2.0 mg L⁻¹ 미만일 때 가장 높다. 보름달물해파리는 낮은 DO 조건에 대한 강한 내성을 보이는데, 이것이 여름철에도 개체수가 비교적 높은 이유이다. 일반적으로 저산소증은 종들이 산소가 고갈된 지역에서 이동하게 만들지만, 보름달물해파리에게는 해당되지 않는다. 게다가, DO 농도가 평소보다 낮아도 보름달물해파리의 먹이 활동을 나타내는 종 모양 수축률은 일정하게 유지된다. 7월과 8월 동안, 250마리의 보름달물해파리 집단이 세토 내해에서 중형 동물 플랑크톤 생물량의 100%를 소비한 것으로 추정된다. 이러한 연안 해역에 존재하는 다른 주요 어류 포식자들은 보름달물해파리가 보이는 낮은 DO 농도에 대한 높은 내성을 보이지 않는 것으로 보인다. 이러한 어류의 먹이 섭취 및 포식 활동은 DO 농도가 매우 낮아지면 현저히 감소한다. 이는 보름달물해파리와 다른 어류 포식자 간의 동물 플랑크톤 경쟁을 줄여준다. 일본의 도쿄만과 세토 내해와 같은 연안 해역의 낮은 DO 농도는 보름달물해파리의 먹이 섭취, 성장 및 생존에 유리하게 작용한다.

5. 신체 체계

보름달물해파리는 아가미, 폐, 기관과 같은 호흡 기관이 없다. 얇은 막을 통해 물로부터 산소를 확산시켜 호흡한다. 위혈관강 내에서 산소 농도가 낮은 물은 배출되고, 산소 농도가 높은 물은 섬모 작용에 의해 들어와 세포를 통한 산소 확산을 증가시킨다. 넓은 표면적 대 부피 비율은 보름달물해파리가 더 많은 산소와 영양분을 세포로 확산시키는 데 도움이 된다.

보름달물해파리의 기본적인 신체 구조는 여러 부분으로 구성되어 있다. 이 동물은 호흡기, 배설, 순환계가 없다. 투명한 모습의 보름달물해파리 성체는 우산 가장자리 막과 바닥에 부착된 촉수를 가지고 있으며, 위 아래에 밝은 네 개의 생식선을 가지고 있다. 음식물은 근육질의 구병을 통과하며, 방사형 관은 음식물의 분산을 돕는다. 중교질, 위표피가 있는 위혈관강, 편평 상피가 있으며, 수영 근육의 수축과 먹이 섭취 반응을 담당하는 신경망이 있다.

6. 인간과의 관계

자포를 가지고 있지만, 사람에 대한 독성은 낮아 헤엄치는 중에 피부 각질이 얇은 얼굴에 닿았을 때, 사람에 따라 약간의 통증을 느끼는 정도이다. 가재에 대한 독성 시험에서 맹독인 상자해파리의 1/4 정도의 독성을 가지고 있으며, 분자량 43,000의 산성 단백질이 독성 물질의 주성분으로 생각된다. 번식력이 강하고, 생활환도 밝혀져 연구 목적으로 사용되는 경우가 많다. 또한, 그 반투명하고 아름다운 모습은 사람들을 매료시켜 애완동물로도 자주 사육된다.

6.1. 어업 및 산업 피해

보름달물해파리의 대량 발생은 어업에 큰 피해를 준다. 어망에 많이 들어가면 그물을 망가뜨리거나, 잡은 물고기가 해파리의 독이나 산소 부족으로 죽게 된다. 또한 해파리가 섞여 들어가면 물고기의 신선도가 떨어진다.

| 구분 | 피해 내용 | 대책 |
|------|------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------|
| 어업 | 어망 손상, 어획량 감소, 물고기 신선도 저하 | 해파리 절단기(커터) 도입 |
| 산업 | 발전소 등 취수구 막힘, 냉각수 부족 | 방지막 설치, 해파리 제거 장비 (에어 펌프, 펌프, 수류 발생 장치) |

발전소와 같은 산업 시설에서는 취수구에 해파리가 대량으로 유입되어 막히면 냉각수가 부족해지는 문제가 생길 수 있다. 이러한 피해를 막기 위해 여러 가지 대책을 세우고 있다. 예를 들어 취수구에 그물을 설치하거나, 에어 펌프로 해파리를 강제로 띄우거나, 펌프로 끌어올리는 방법, 물의 흐름을 만드는 장치 등이 있다.

폐기물로 처리할 때는 해파리를 어느 정도 말린 후 땅에 묻는 경우가 많다. 어업 현장에서는 배 위에서 해파리를 잘게 부술 수 있는 해파리 절단기(커터)를 사용하기도 한다. 방선균에서 뽑아낸 단백질 분해 효소를 이용해 해파리를 액체로 만들거나, 비료로 쓰는 방법도 연구하고 있다.

6.2. 식용 및 약용

해파리류 섭취로 인한 음식 알레르기가 보고되었지만, 보름달물해파리에 대한 보고는 아직 없다.

해파리의 무틴 성분은 의약품, 화장품 등의 원료로 활용될 가능성이 주목받고 있다.

보름달물해파리 용해물은 양식어 사료로 활용 시 질병 예방 효과가 있다는 연구 결과가 있으며, 양식업에 치명적인 피해를 주는 적조를 일으키는 와편모조류에 대한 살조 효과가 있다고 한다.

7. 분류학적 위치

과거에는 학명으로 Aurelia aurita가 사용되었지만, 형태적으로 매우 유사한 미지의 은폐종이 여러 종 존재할 가능성이 지적되었다.

2017년, 유전자 및 형태적 분석 결과, A. aurita는 대서양 연안에 한정하여 분포하는 종이며, 태평양에 분포하는 종은 별도의 종 A. coerulea로 하는 것이 타당하다고 여겨졌다. 이 종의 모식 표본 채취지는 오스트레일리아로 되어 있다. 이 논문에서는 인도양 종과 지중해 종에 대해서도 각각 별도의 종으로 취급하는 것이 타당하다고 여겨졌다. 본 항목에서는 이 설에 따라, 일본산 보름달물해파리를 Aurelia coerulea로 취급한다.