플랑크톤

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1. 개요
2. 분류
3. 분포
4. 생태학적 역할
5. 채집
6. 인간과의 관계
참조

1. 개요

플랑크톤은 분류학적 단위가 아닌, 수생 생물의 생활 방식에 따른 분류로, 물의 흐름에 따라 부유하는 생물을 의미한다. 영양 섭취 방식에 따라 식물 플랑크톤, 동물 플랑크톤, 세균 플랑크톤 등으로 나뉘며, 생활사 및 크기에 따라서도 세분된다. 플랑크톤은 전 세계의 다양한 수생 환경에 분포하며, 먹이 사슬의 기초를 형성하여 해양 생태계에서 중요한 역할을 한다. 또한, 탄소 순환과 산소 생산에도 기여하며, 인간에게 수산물, 산소 공급, 질병 매개 등 다양한 방식으로 영향을 미친다.

2. 분류

플랑크톤은 분류학적인 단위가 아니라, 물속에서의 생활 방식에 따른 생물 분류이다.^[86] 즉, 스스로의 유영 능력으로는 물의 흐름을 거스를 수 없어 수중을 떠다니며 생활하는 생물을 총칭한다.^[76]^[77] '플랑크톤'이라는 이름은 그리스어 πλαγκτός|planktos^grc에서 유래했으며, '떠도는 것' 또는 '방랑하는 것'이라는 의미를 가진다.^[86] 이 용어는 1887년 독일의 해양 생물학자 빅토르 헨젠이 제안했다.^[6]

플랑크톤에는 규조류, 작은 갑각류, 해파리, 어류의 유생 등 매우 다양한 분류군에 속하는 생물들이 포함된다.^[77] 대부분 크기가 작지만, 해파리처럼 큰 생물이라도 유영 능력이 매우 낮으면 플랑크톤으로 분류될 수 있다. 일부 플랑크톤은 부유와 침강을 능동적으로 조절하거나 물의 흐름을 이용하여 원하는 위치로 이동하기도 한다.

수중 생물은 생활 방식에 따라 크게 플랑크톤(부유생물), 넥턴(nekton, 유영생물), 벤토스(benthos, 저서생물)로 나뉜다. 넥턴은 물살을 거슬러 헤엄칠 수 있는 생물이며, 벤토스는 물밑 바닥에서 생활하는 생물을 말한다. 수면에서 생활하는 생물은 뉴스턴(neuston)이라고 부르기도 한다.

하지만 이러한 구분은 명확히 나뉘지 않는 경우도 많다. 예를 들어, 크릴과 같이 유영 능력이 플랑크톤과 넥턴의 중간 정도인 생물은 ‘마이크로 넥턴’으로 불리기도 한다. 또한, 낮에는 해저 근처에 머물고 밤에는 물속을 헤엄쳐 다니는 반(半)플랑크톤, 반(半)벤토스적인 생활을 하는 생물도 있다.

많은 생물이 생활사의 특정 단계에서만 플랑크톤으로 살아간다. 예를 들어, 새우, 게, 불가사리 등 많은 저서동물은 유생 시기에는 플랑크톤 생활을 하다가 성장하면 벤토스가 된다. 대부분의 어류 역시 알에서 부화한 직후 유생 시기에는 플랑크톤으로 살아가지만, 성장하여 유영 능력이 발달하면 넥턴이 된다. 이처럼 생활사의 일부만 플랑크톤으로 보내는 생물을 '''임시플랑크톤'''(Meroplankton), 생활사 전체를 플랑크톤으로 보내는 생물을 '''종생플랑크톤'''(Holoplankton)이라고 구분하기도 한다.

플랑크톤을 연구하는 학문 분야를 플랑크톤학(planktology)이라고 하며, 개별 플랑크톤 개체를 플랑크터(plankter)라고 부른다.^[9]

2. 1. 영양 섭취 방식에 따른 분류

플랑크톤은 주로 영양 섭취 방식에 따라 다음과 같은 기능적 그룹으로 나뉜다.

'''식물성 플랑크톤''' (Phytoplankton): phyton|phyton^grc(식물)에서 유래했으며, 빛이 충분하여 광합성이 가능한 수면 근처에 서식하는 자가 영양 원핵생물 또는 진핵생물 조류이다. 주요 그룹으로는 규조류, 시아노박테리아, 와편모조류, 코코리소포어 등이 있다.^[77]

'''동물성 플랑크톤''' (Zooplankton): zoon|zoon^grc(동물)에서 유래했으며, 다른 플랑크톤을 먹는 작은 원생동물이나 후생동물(예: 갑각류 및 기타 동물)이다. 어류, 갑각류, 환형동물과 같은 더 큰 유영동물의 알이나 유충도 여기에 포함된다.^[77]

'''세균성 플랑크톤''' (Bacterioplankton): 세균과 고세균을 포함하며, 물기둥 아래에서 유기 물질을 재광물화하는 데 중요한 역할을 한다. 광합성을 하는 원핵 식물성 플랑크톤도 세균성 플랑크톤에 속한다.^[77]

'''균 플랑크톤''' (Mycoplankton): 곰팡이와 곰팡이와 유사한 유기체를 포함하며, 세균성 플랑크톤과 마찬가지로 재광물화 및 영양 순환에서 중요한 역할을 한다.^[11]

'''바이러스 플랑크톤''' (Virioplankton): 해양 바이러스를 포함한다. 바이러스는 세균이나 고세균보다 플랑크톤 내 개체 수가 더 많지만 크기는 훨씬 작다.^[12]^[13]

'''혼합 영양생물''' (Mixotroph): 생산자와 소비자의 역할을 모두 수행하는 플랑크톤이다. 이들은 주변 환경 조건에 따라 광합성과 섭식을 동시에 하거나 영양 섭취 방식을 전환한다. 예를 들어, 일부 와편모조류는 색소가 없어 박테리아 등을 섭식하기도 하고, 색소를 가지고 광합성을 하면서 동시에 섭식 활동을 하기도 한다.^[14] 혼합 영양은 영양분과 빛이 풍부할 때는 광합성을 통해 성장하고, 성장 조건이 좋지 않을 때는 다른 플랑크톤을 잡아먹는 방식으로 생존 전략을 유연하게 바꿀 수 있게 한다.^[15]^[16]^[17]^[18]^[19]

2. 2. 생활사에 따른 분류

생활사에 따라 플랑크톤을 분류할 수 있다.

'''종생 플랑크톤'''(Holoplankton): 생활사의 거의 모든 기간을 플랑크톤으로 보내는 생물이다.^[83] 대부분의 조류, 요각류, 살파, 일부 해파리 등이 여기에 속한다.^[7]
'''임시 플랑크톤'''(Meroplankton): 생활사의 일부 기간, 주로 유생 시기에만 플랑크톤으로 생활하는 생물이다.^[82] 많은 해양 무척추동물은 알이나 유생 시기를 플랑크톤으로 보내며,^[83] 성게, 불가사리, 갑각류, 해양 벌레, 대부분의 물고기 유충이 대표적인 예이다.^[7] 또한 새우, 게, 불가사리, 해면, 말미잘 등도 유생기에는 플랑크톤 생활을 하지만, 성장하면서 벤토스가 되며, 많은 어류 역시 유생기에는 플랑크톤으로 살다가 성장 후 넥턴이 된다. 이러한 유생 단계의 플랑크톤을 유생 플랑크톤이라고도 부른다.^[81]

2. 3. 크기에 따른 분류

플랑크톤은 크기에 따라서도 분류하며, 일반적으로 다음과 같은 구분을 사용한다.^[21]

그룹	크기 범위 (ESD)	예시
거대플랑크톤	> 20 cm	후생동물; 예. 해파리; 빗해파리; 살파 및 부유성 피낭류; 두족류; 단각류
대형플랑크톤	2~20 cm	후생동물; 예. 날개조개; 털보벌레; 크릴새우; 해파리; 빗해파리; 살파, 돌리올리드 및 부유성 피낭류; 두족류; 보라고둥; 단각류
중형플랑크톤	0.2~20 mm	후생동물; 예. 요각류; 해파리; 가지뿔새우; 조개벌레; 털보벌레; 날개조개; 피낭류
소형플랑크톤	20~200 μm	대형 진핵생물 원생생물; 대부분의 식물성 플랑크톤; 원생동물 (유공충); 술잔벌레; 다른 섬모충; 윤형동물; 후생동물 유생 – 갑각류 (요각류 노플리우스)
나노플랑크톤	2~20 μm	소형 진핵생물 원생생물; 소형 규조류; 소형 편모충류; 와편모충류; 황금조류; 녹조류; 황색조류
피코플랑크톤	0.2~2 μm	소형 진핵생물 원생생물; 세균; 황금조류
펨토플랑크톤	< 0.2 μm	해양 바이러스

그러나 이러한 용어 중 일부는 사용자에 따라 경계가 다르게 적용될 수 있으며, 특히 크기가 큰 범위에서 더욱 그렇다. 나노플랑크톤 및 그보다 작은 플랑크톤의 존재와 중요성은 1980년대에 들어서야 알려졌지만, 수와 다양성 면에서는 전체 플랑크톤의 가장 큰 부분을 차지하는 것으로 여겨진다.

소형플랑크톤(마이크로플랑크톤) 및 그보다 작은 그룹들은 미생물에 해당하며, 낮은 레이놀즈 수 환경에서 살아간다. 이 환경에서는 물의 점성이 플랑크톤의 질량이나 관성보다 더 중요한 요소로 작용한다.^[22]

2. 4. 기타 분류

'''젤라틴성 동물 플랑크톤'''은 몸이 부드러운 젤라틴질로 이루어진 동물 플랑크톤을 말한다. 바다의 수주(水柱)에서 살아가며, 연약한 몸에는 단단한 부분이 없어 쉽게 손상되거나 파괴될 수 있다.^[35] 종종 투명한 모습을 띤다.^[36] 모든 해파리는 젤라틴성 동물 플랑크톤에 속하지만, 젤라틴성 동물 플랑크톤이 모두 해파리인 것은 아니다. 해안가에서 흔히 볼 수 있는 종류로는 빗해파리, 해파리류, 살파, 털갯지렁이 등이 있다. 이 외에도 환형동물, 연체동물, 절지동물 등 거의 모든 해양 동물 문(門)에 젤라틴성 종이 포함되지만, 특이한 종들은 대부분 먼바다나 심해에 서식하여 잘 알려지지 않았다.^[37]

'''어류 플랑크톤'''은 물고기의 어란(알)과 유생(애벌레)을 가리킨다. 이들은 주로 햇빛이 도달하는 수심 200m 미만의 표층수에서 발견된다. 어류 플랑크톤은 스스로 헤엄치는 능력이 거의 없어 해류를 따라 떠다닌다. 특히 물고기 알은 전혀 헤엄칠 수 없어 명백히 플랑크톤에 속한다. 알에서 막 부화한 유생 역시 초기에는 헤엄을 잘 치지 못하지만, 성장하면서 점차 유영 능력이 발달하여 어린 물고기가 되면 더 이상 플랑크톤으로 분류되지 않는다. 유생 시기에는 자신보다 작은 플랑크톤을 먹고 자라며, 동물 플랑크톤의 일부로 간주된다.^[38]^[39] 많은 물고기 종은 한 번에 수많은 알을 낳아 넓은 바다로 퍼뜨린다. 물고기 알의 크기는 보통 직경 1mm 정도이다. 알에서 깨어난 유생은 성체와 모습이 매우 다르며, 영양 공급원인 큰 난황낭을 달고 있다. 유생 기간은 보통 몇 주 정도로 짧으며, 이 기간 동안 변태 과정을 거쳐 빠르게 성장하고 모습이 변한다. 유생은 난황낭의 영양분을 다 쓰면 동물 플랑크톤을 먹기 시작해야 하는데, 먹이가 부족하면 많은 수가 굶어 죽기도 한다. 시간이 지나 유영 능력이 충분히 발달하면 해류를 거슬러 헤엄칠 수 있게 되고, 이때부터는 어린 물고기로 불린다.

'''위(僞)플랑크톤'''(Pseudoplankton)은 스스로 떠다니지 못하고 다른 부유물에 붙어서 생활하는 생물을 의미한다. 예를 들어, 떠다니는 나무 조각, 부력이 있는 생물의 껍데기(예: ''Spirula''), 또는 인공 표류물 등에 부착하여 살아간다. 대표적인 예로는 거북손이나 태형동물의 일종인 ''Jellyella''가 있다. 이들은 스스로 부력을 갖지 못한다는 점에서, 자체 부력을 가진 ''Velella''나 포르투갈 해군병과 같은 진정한 플랑크톤과는 구분된다. 위플랑크톤은 다른 동물 플랑크톤을 걸러 먹는 생물의 소화기관 속에서 발견되기도 한다.^[46]

'''저서성 플랑크톤'''(Tychoplankton)은 원래 해저와 같은 바닥(저서 환경)에서 살아가지만, 어떤 요인에 의해 일시적으로 물속을 떠다니게 된 생물을 말한다. 여기에는 자유롭게 움직이는 저서 생물이나 부착 생활을 하는 생물 등이 포함된다.^[47] 강한 물살(난류)이나 바닥 환경의 교란 등으로 인해 물속으로 떠오르게 되는 경우가 많다.^[47]^[48] 따라서 저서성 플랑크톤은 생활사의 일부만 우연히 플랑크톤 상태로 보내는 생물이며, "우연적 플랑크톤"이라고도 불린다.^[49]

'''광물화 플랑크톤'''은 규산염(유리질)이나 탄산 칼슘 등으로 이루어진 단단한 생물 껍질 또는 테스트를 가진 플랑크톤을 말한다.

'''에어로플랑크톤'''은 공기 중에 떠다니며 바람을 타고 이동하는 작은 생물체들을 총칭하는 용어이다. 바다의 플랑크톤처럼 대기 중에 부유하는 생물들이라고 할 수 있다. 대부분 크기가 매우 작아 현미경으로 관찰해야 하며, 식별이 어려울 수 있다. 과학자들은 항공기, 연, 기구 등에 채집 장치를 달아 에어로플랑크톤을 수집하고 연구한다.^[24] 에어로플랑크톤은 다양한 미생물로 구성되는데, 바이러스, 약 1,000종의 세균, 약 4만 종의 균류 등이 포함된다. 또한 원생생물, 조류, 이끼, 우산이끼류 중 수백 종은 생활사의 일부를 포자, 꽃가루, 바람에 날리는 씨앗 등의 형태로 공기 중에서 보낸다. 육지의 흙먼지나 바다의 물보라(바다 안개)를 통해 많은 미생물이 공기 중으로 퍼져나가 에어로플랑크톤이 되기도 한다. 매일 지구 표면 1제곱미터당 수억 개의 바이러스와 수천만 개의 세균이 에어로플랑크톤 형태로 내려앉는 것으로 추정된다. 특히 해수면 바로 위 공기에는 세균과 바이러스가 물속보다 더 높은 농도로 존재하며^[25]^[26], 바람에 의해 생성된 물방울(에어로졸) 형태로 대기 중으로 이동할 수 있다.^[27] 이렇게 공기 중으로 이동한 해양 미생물은 수백 킬로미터를 이동하여 해안 지역에 도달하며^[29]^[30]^[31], 동물, 식물, 인간의 건강에 영향을 미칠 수 있다.^[28]

'''육상 플랑크톤'''(Geoplankton)은 육상 환경에서 일시적으로 생기는 작은 물웅덩이나 습한 환경에서 살아가는 미세 동물들을 가리키기도 한다. 이들은 건조한 환경에서도 오랫동안 생존할 수 있는 능력을 지녔다. 예를 들어, 윤충류와 복모류는 건조한 환경에서 수년간 버틸 수 있는 휴면란(resting egg)을 낳으며, 일부는 스스로 휴면 상태에 들어갈 수 있다. 선충류도 이러한 환경에서 흔히 발견되는 미세 동물이다. 완보동물(물곰)은 수명이 몇 달에 불과하지만, 건조하거나 극한 환경에 처하면 휴면 상태(cryptobiosis)에 들어가 수십 년 동안 생존할 수 있는 것으로 유명하다. 이 덕분에 완보동물은 살아가는 데 물이 필요함에도 불구하고 육상 환경 거의 모든 곳에서 발견된다. 요각류, 단각류(예: 갯강구), 조개벌레와 같은 많은 미세 갑각류 역시 건조해지면 휴면 상태에 들어가 일시적인 물 환경에서 살아가는 것으로 알려져 있다.^[43]

3. 분포

위성으로 본 북반구 봄철 표층 해양 엽록소 농도, 1998년부터 2004년까지 평균. 엽록소는 식물플랑크톤의 분포와 풍부함을 나타내는 지표이다.

플랑크톤은 대양, 바다, 호수, 연못 등 다양한 수생 환경에 서식한다. 특정 지역에서의 플랑크톤 풍부함은 수평적, 수직적, 계절적으로 다양하게 나타난다. 이러한 변동성의 가장 중요한 원인은 빛의 가용성이다. 모든 플랑크톤 생태계는 태양 에너지에 의존하며(일부 화학 합성 제외), 이는 1차 생산이 주로 햇빛이 풍부한 표층수와 특정 지리적 지역 및 계절에 집중되도록 만든다.

두 번째 중요한 변수는 영양분의 가용성이다. 열대 및 아열대 대양의 넓은 지역은 빛은 풍부하지만, 질산염, 인산염, 규산염과 같은 영양분이 부족하여 1차 생산량이 상대적으로 낮다. 이는 대규모 해류의 순환과 수직적인 해양 성층화 때문이다. 이러한 지역에서는 더 깊은 수심에서도 1차 생산이 일어나지만, 빛이 부족하여 그 양은 적다.

상당한 양의 다량 영양소가 있음에도 불구하고 일부 해양 지역은 생산성이 낮은데, 이를 HNLC(High-Nutrient, Low-Chlorophyll) 지역이라고 한다.^[50] 이 지역들에서는 미량 영양소인 철분이 부족하며, 인위적으로 철분을 공급하면 식물플랑크톤의 대규모 증식을 유발할 수 있다.^[51] 철분은 주로 먼지가 해수면에 쌓여 바다로 공급된다. 역설적으로, 육지가 건조하여 비생산적인 지역에 인접한 바다(예: 북아프리카 사하라 사막에서 무역풍에 의해 먼지가 운반되는 대서양 지역)는 오히려 풍부한 식물 플랑크톤을 가지기도 한다.

플랑크톤은 표층수에 가장 많이 분포하지만, 물기둥 전체에 걸쳐 발견된다. 1차 생산이 일어나지 않는 깊은 곳에서는 동물 플랑크톤과 세균 플랑크톤이 표층수에서 가라앉는 유기물을 소비하며 살아간다. 이렇게 가라앉는 유기물의 흐름을 마린 스노우라고 부르며, 특히 봄철 번성이 끝난 후에 그 양이 많아질 수 있다.

플랑크톤의 국지적인 분포는 바람에 의해 유도되는 랑뮈어 순환과 이 물리적 과정의 생물학적 영향에 의해 영향을 받을 수 있다.

식물 플랑크톤 개체군의 성장은 빛의 양과 영양분의 가용성에 따라 결정된다. 성장을 제한하는 주요 요인은 세계 해양의 지역마다 다르다. 대체로 영양분이 부족한 열대 및 아열대 환류 지역에서는 영양분 공급이 성장을 제한하는 반면, 아한대 환류 지역에서는 빛이 부족한 경우가 많다. 다양한 규모의 환경 변동은 식물 플랑크톤이 이용할 수 있는 영양분과 빛의 양에 영향을 미치며, 식물 플랑크톤은 해양 먹이 그물의 기초를 이루기 때문에 이러한 성장 변동은 상위 영양 단계에도 영향을 미친다. 예를 들어, 엘니뇨 현상이 발생하는 해에는 식물 플랑크톤의 양이 일시적으로 급감하여 동물 플랑크톤, 어류, 바닷새, 해양 포유류 개체군에 연쇄적인 영향을 준다.

지구 온난화가 전 세계 식물 플랑크톤 개체군에 미치는 영향은 활발히 연구되고 있는 주제이다. 수온 상승에 따른 수직 성층화의 변화, 온도에 따른 생물학적 반응 속도 변화, 대기로부터 공급되는 영양분의 변화 등이 미래의 식물 플랑크톤 생산성에 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다.^[67] 또한, 동물 플랑크톤의 포식 활동 변화에 따른 식물 플랑크톤의 사망률 변화도 중요한 요인이 될 수 있다.

4. 생태학적 역할

플랑크톤은 수생 생태계에서 먹이 제공 및 물질 순환 등 다양한 생태학적 역할을 수행한다.

일생을 플랑크톤으로 보내는 홀로플랑크톤에는 일부 규조류, 방사충, 와편모조류, 유공충, 단각류, 크릴, 요각류, 살파 등이 있다.^[41] 이들은 생활사의 일부를 저서 생물대에서 보내는 메로플랑크톤과 구분된다. 홀로플랑크톤은 원양대에 서식하며 식물성 플랑크톤과 동물성 플랑크톤을 모두 포함하고, 크기가 다양하다. 가장 흔한 플랑크톤은 원생생물이다.^[42]

일부 플랑크톤은 대량으로 어획하여 수산물로 이용되기도 한다(실새우, 크릴, 뱅어 등). 한편, 부영양화로 인해 식물성 플랑크톤이 과도하게 증식하는 적조나 녹조 현상은 생태계에 큰 영향을 미치기도 한다.^[85]

4. 1. 먹이 사슬

플랑크톤은 수생 생태계를 구성하는 먹이 사슬의 가장 아래 단계를 차지하며, 어류나 고래와 같은 상위 포식자들의 중요한 먹이가 된다.^[52] 특히 해저가 깊은 해양에서는 식물플랑크톤이 기초 생산자 역할을 수행한다.

식물플랑크톤(Phytoplankton)은 광합성을 통해 에너지를 생산하고, 동물플랑크톤(Zooplankton)은 이 식물플랑크톤을 섭취하며 성장한다.^[53] 동물플랑크톤은 대부분의 어류 유생이 난황을 소진하고 외부 먹이를 섭취하기 시작할 때 첫 먹이가 된다. 따라서 어류 유생의 생존과 성장은 동물플랑크톤의 밀도와 분포에 크게 의존하며, 부족할 경우 생존에 어려움을 겪을 수 있다.

동물플랑크톤과 크릴 등은 다시 고래를 포함한 더 큰 해양 생물에게 포식된다. 이러한 먹이 관계는 상업적으로 중요한 어업을 유지하는 기반이 된다.^[52] 어류 양식에서도 플랑크톤 개체수를 관리하는 것은 중요한 전략으로 활용된다.

플랑크톤은 먹이 공급원 역할 외에도, 수중에서 배설물이나 사체가 분해되는 과정(데트리터스, Detritus)에 관여하여 분해자 역할을 하기도 한다. 또한, 해양의 탄소 순환을 포함한 중요한 화학 원소의 생지화학적 순환에도 기여한다.^[52] 특히 고래의 배설물은 식물플랑크톤 성장에 필요한 영양분을 공급하여 외양의 1차 생산력을 높이는 데 중요한 역할을 하며, 이는 결과적으로 전체 먹이 사슬에 영향을 미친다.^[70]

자연적 요인(예: 해류 변동, 온도 변화)과 인위적 요인(예: 강 댐 건설, 해양 산성화, 수온 상승)은 동물플랑크톤 개체수에 큰 영향을 미칠 수 있으며, 이는 어류 유생의 생존율과 번식 성공률에 직접적인 영향을 줄 수 있다.

4. 2. 탄소 순환

플랑크톤은 상업적으로 중요한 어업을 뒷받침하는 먹이 사슬의 하위 단계를 구성할 뿐만 아니라, 해양의 탄소 순환을 포함한 많은 중요한 화학 원소의 생지화학적 순환에서도 중요한 역할을 한다.^[52] 특히 깊은 바다에서는 식물성 플랑크톤이 생산자로서 탄소 순환의 기초를 형성한다.

동물성 플랑크톤은 주로 식물성 플랑크톤을 섭취하여 탄소를 플랑크톤 먹이 사슬로 전달한다. 이들은 세포 호흡을 통해 에너지를 얻는 과정에서 이산화 탄소를 배출하기도 하지만, 죽어서 생물량이나 유기 잔해 형태로 남게 된다. 이 유기 물질은 해수보다 밀도가 높아 바다 깊은 곳으로 가라앉으면서 탄소를 함께 운반하는데, 이 과정을 생물학적 펌프라고 부른다. 생물학적 펌프는 바다가 지구상에서 가장 큰 탄소 흡수원 역할을 하는 주요 이유 중 하나이다.^[54]^[55]^[56]^[57] 일부 플랑크톤, 예를 들어 유공충, 코코리스, 규조류, 방산충 등은 각각 석회질이나 규산질 골격을 가지는데, 이들의 사체가 심해저에 쌓여 퇴적물이 되고 장기적으로는 퇴적암을 형성하여 탄소를 오랫동안 격리하는 데 기여한다.

그러나 이러한 해양의 탄소 순환 과정은 지구 온난화에 따른 수온 상승^[54]^[55]^[56]^[57] 및 인간 활동으로 인한 해양 산성화의 영향을 받는 것으로 나타났다. 2019년 연구에 따르면, 현재 진행 중인 해양 산성화 속도가 유지될 경우, 금세기 말에는 남극의 식물성 플랑크톤 크기가 작아지고 탄소 저장 능력 또한 감소할 수 있다.^[58]

한편, 인간 활동으로 대기 중 농도가 증가한 이산화 탄소(CO₂)를 해양이 더 많이 흡수하도록 유도하기 위해, 철 시비(Iron fertilization)를 통해 인위적으로 플랑크톤 생산을 늘리려는 시도가 있다. 이는 해양에 철을 투입하여 식물성 플랑크톤의 성장을 촉진하는 방식이다. 하지만 이 기술은 넓은 해양에 적용하기 어렵고, 과도한 플랑크톤 증식이 심해에서 분해될 때 산소 부족 상태인 무산소 해수를 유발하거나 메탄 생성을 촉진할 수 있다는 잠재적인 문제점을 안고 있다.^[59]^[60]

4. 3. 산소 생산

식물성 플랑크톤은 태양으로부터 에너지를 얻고 물속의 영양분을 흡수하여 스스로 양분이나 에너지를 만든다. 이 광합성 과정에서 식물성 플랑크톤은 분자 상태의 산소(O₂)를 부산물로 물속에 방출한다. 지구 전체 산소의 약 50%가 식물성 플랑크톤의 광합성을 통해 만들어지는 것으로 추정된다.^[61] 나머지 산소는 육지에 있는 식물의 광합성을 통해 생산된다.^[61] 또한, 식물성 플랑크톤의 광합성은 초기 선캄브리아 시대 이후부터 지구 대기 중의 이산화 탄소와 산소의 균형을 조절하는 데 중요한 역할을 해왔다.^[62]

5. 채집

플랑크톤 채집에는 플랑크톤 네트가 많이 사용된다. 고전적인 플랑크톤 네트는 튼튼한 둥근 틀에 눈이 고운 원추형 또는 원통 원추형의 그물을 부착한 것으로, 끝부분에는 샘플 채취용 유리병이 달려 있다. 이것을 손이나 보트로 끌어서 채집한다. 목적에 따라 눈 크기(메시 사이즈)를 구분하여 사용한다. 전통적으로 0.33mm를 동물용, 0.1mm를 식물용으로 사용해 왔지만, 최근에는 0.33mm로는 주요한 요각류가 빠져나가기 때문에 동물 플랑크톤 채집에도 0.1mm를 사용하는 경우가 많다.

조류나 미소 동물 플랑크톤의 채집에는 현재 채수법을 사용하는 것이 일반적이다. 채수법에서는 해수를 1L, 2L 등으로 정량적으로 채취하여, 플랑크톤을 해수와 함께 고정시켜 침전 농축하고, 현미경으로 동정 및 계수를 수행한다. 또한, 목적에 따라 10um, 2um, 0.2um 등의 필터를 사용하여 농축하고, 필터를 광학 현미경이나 형광 현미경으로 관찰하기도 한다. 조류에 대해서는 동정을 하지 않고, 유리 섬유 필터로 생 해수를 여과하여, 아세톤이나 메탄올, 디메틸폼아미드 등으로 추출하고, 흡광도 또는 형광을 측정하여 클로로필 등의 색소량만을 정량하기도 한다.

6. 인간과의 관계

플랑크톤은 인간에게 직간접적으로 다양한 영향을 미친다.

대기 중 산소의 약 70%는 식물 플랑크톤이 광합성을 통해 바다에서 생산한다. 이는 인간을 포함하여 유산소 호흡을 하는 생물들이 이용하는 산소의 대부분이 플랑크톤에 의해 만들어진다는 것을 의미한다.^[71]

플랑크톤은 해양 먹이 사슬의 기초를 이루며 모든 영양 단계에 먹이를 제공한다. 최근 연구에 따르면, 해양 먹이 사슬은 상향식 접근 방식으로 작동하는 경향이 강하며, 이는 플랑크톤의 양과 질이 상위 포식자보다 하위 소비자 종의 성공에 더 큰 영향을 미친다는 것을 시사한다.^[72] 소형 플랑크톤은 어류나 고래와 같은 더 큰 동물의 중요한 먹이가 된다. 특히 해저가 깊은 해양에서는 식물성 플랑크톤이 생산자의 역할을 한다. 또한, 플랑크톤은 수중 생태계에서 배설물이나 사체의 분해 과정에 관여하는 분해자로서도 중요한 역할을 한다.

일부 플랑크톤은 직접적인 수산 자원으로 이용되기도 한다. 실새우, 크릴, 뱅어 등은 양이 많아 대량으로 어획하여 식용 또는 다른 용도로 사용한다.

또한, 유공충이나 코코리스처럼 석회질 골격을, 규조류나 방산충처럼 규산질 골격을 가진 플랑크톤도 있다. 이들의 사체는 심해저 퇴적물의 상당 부분을 차지하며, 백악과 같은 퇴적암을 형성하는 데 기여한다.

그러나 플랑크톤이 항상 유익한 것만은 아니다. 부영양화된 수역에서는 특정 식물성 플랑크톤이 비정상적으로 대량 증식하는 적조나 녹조 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 수중 생태계의 균형을 깨뜨리고 다른 생물에게 큰 피해를 줄 수 있다.^[85]

어떤 경우에는 플랑크톤이 인간에게 질병을 일으키는 병원체의 중간 숙주 역할을 하기도 한다. 예를 들어, 콜레라를 일으키는 Vibrio cholerae|비브리오 콜레레^la의 일부 균주는 요각류와 같은 동물성 플랑크톤의 키틴질 외피에 붙어 공생 관계를 맺는다. 박테리아는 플랑크톤으로부터 먹이와 보호처를 얻는다. 사람이 이러한 플랑크톤에 오염된 물이나 음식을 섭취하면, 플랑크톤의 외피가 위산으로부터 박테리아를 보호하여 장까지 도달하게 한다. 장에 도달한 콜레라균은 증식하여 심한 설사 등의 증상을 유발한다.^[73]

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