해양 생물

1. 개요

해양 생물은 지구 생명체의 중요한 부분으로, 다양한 환경에 적응하며 진화해 왔다. 최초의 생명체는 바다에서 기원했으며, 미생물, 원생생물, 무척추동물, 척추동물 등 다양한 종류의 생물이 존재한다. 해양 생물의 진화는 캄브리아기 대폭발과 같은 사건을 거치며 진행되었고, 대멸종을 통해 생물 다양성이 변화해 왔다. 인간의 활동은 해양 생태계에 과도한 어업, 오염, 산성화, 외래종 도입 등의 부정적인 영향을 미치며, 해양 생태계 보전을 위한 노력이 필요하다.

2. 물

물 없이는 생명이 없다. 물은 많은 물질을 용해시키는 능력 때문에 만능 용매로 묘사되었으며, 생명의 용매라고 불리기도 한다. 물은 지구상의 생명체에 정상적인 조건에서 고체, 액체 및 기체로 존재하는 유일한 일반적인 물질이다. 노벨 생리학·의학상 수상자 알베르트 죄르지는 물을 생명의 어머니와 자궁으로 언급했다.

[[File:PIA19048_realistic_color_Europa_mosaic_edited.jpg|thumb|upright=1|목성의 위성 유로파는 지하 대양을 가지고 있어 생명체]를 지원할 수 있다.

지구상의 풍부한 표면수는 태양계에서 독특한 특징이다. 지구의 수권은 주로 대양으로 구성되지만 기술적으로 내해, 호수, 강 및 2000m 깊이까지의 지하수를 포함하여 전 세계의 모든 수면을 포함한다. 가장 깊은 수중 위치는 마리아나 해구의 챌린저 해연으로, 깊이가 10,900m이다.

관례적으로 지구는 5개의 별도 대양으로 나뉘지만, 이 대양들은 모두 하나의 세계 대양으로 연결된다. 이 세계 대양의 질량은 1.35×10¹⁸ 톤 또는 지구 전체 질량의 약 1/4400이다. 세계 대양은 3.618×10⁸ km²의 면적을 덮고 있으며 평균 깊이는 3682m이므로 추정 부피는 1.332×10⁹ km³이다. 지구 지각 표면 전체가 매끄러운 구와 동일한 고도에 있다면, 결과적인 세계 대양의 깊이는 약 2.7km가 될 것이다.

지구상의 물의 약 97.5%는 염수; 나머지 2.5%는 담수이다. 대부분의 담수(약 69%)는 빙모와 빙하에 얼음 형태로 존재한다. 지구 대양의 평균 염도는 해수 1kg당 약 35g의 소금(3.5% 소금)이다. 바다의 대부분의 소금은 육지의 암석의 풍화 및 침식으로 인해 발생한다. 일부 소금은 화산 활동으로 방출되거나 시원한 화성암에서 추출된다.

대양은 또한 많은 수생 생물의 생존에 필수적인 용해된 대기 가스의 저장소이기도 하다. 바닷물은 세계의 기후에 중요한 영향을 미치며, 대양은 거대한 열 저수지 역할을 한다. 해양 온도 분포의 변화는 엘니뇨-남방 진동과 같은 상당한 기상 변화를 일으킬 수 있다.

전체적으로 대양은 세계 표면의 71%를 차지하며, 평균 깊이는 약 3.7km이다. 부피로 볼 때, 대양은 지구의 생활 공간의 약 90%를 제공한다. 과학 소설 작가 아서 C. 클라크는 지구를 행성 대양이라고 부르는 것이 더 적절할 것이라고 지적했다.

그러나 물은 태양계의 다른 곳에서도 발견된다. 유로파는 목성을 공전하는 위성 중 하나로, 달보다 약간 작다. 얼음 표면 아래에 대규모의 염수 대양이 존재할 가능성이 높다. 고체 얼음의 외피는 약 10–30 km 두께이고, 그 아래의 액체 대양은 약 100 km 깊이로 추정된다. 이것은 유로파의 대양의 부피를 지구의 대양의 두 배 이상으로 만들 것이다. 유로파의 대양은 생명체를 지원할 수 있다는 추측이 있었으며, 해저에 열수 분출구가 활성화되면 다세포 미생물을 지원할 수 있을 것이다. 엔셀라두스, 토성의 작은 얼음 위성도 위성 표면에서 따뜻한 물을 적극적으로 분출하는 지하 대양을 가지고 있는 것으로 보인다.

2.1. 해수

해수는 지구 해양의 대부분을 구성하는 물이다. 지구의 수권은 주로 대양으로 구성되지만, 내해, 호수, 강, 지하수 등을 모두 포함한다. 지구 표면의 약 97.5%는 염수이며, 나머지 2.5%만이 담수이다. 담수의 약 69%는 빙모와 빙하에 얼음 형태로 존재한다. 관례적으로 지구는 5개의 대양으로 나뉘지만, 이들은 모두 하나의 세계 대양으로 연결된다. 마리아나 해구의 챌린저 해연은 가장 깊은 수중 위치로, 깊이가 10,900m에 달한다.

해수의 평균 염도는 해수 1kg당 약 35g의 소금(3.5% 소금)이다. 바다의 소금은 대부분 육지 암석의 풍화 및 침식으로 인해 발생하며, 일부는 화산 활동이나 화성암에서 추출된다. 대양은 또한 많은 수생 생물의 생존에 필수적인 용해된 대기 가스를 포함하고 있으며, 세계 기후에 중요한 영향을 미치는 거대한 열 저수지 역할을 한다. 해양 온도 분포의 변화는 엘니뇨-남방 진동과 같은 기상 변화를 일으킨다.

전체적으로 대양은 세계 표면의 71%를 차지하며, 평균 깊이는 약 3.7km이다. 부피로 볼 때, 대양은 지구 생활 공간의 약 90%를 제공한다.

3.

4.

4.1. 담수

5.

6. 해양 생물의 진화

해양 생물은 지구 생명 진화의 초기 단계부터 중요한 역할을 해왔으며, 다양한 환경에 적응하며 진화해왔다.

최초의 생명체는 바다에서 기원했으며, 원핵생물에서 진핵생물로, 단세포 생물에서 다세포 생물로 진화했다. 지구의 나이는 약 45억 4천만 년이며, 생명체에 대한 가장 초기의 확실한 증거는 최소 35억 년 전으로 거슬러 올라간다. 초기 용융 상태의 Hadean 이후 지각이 굳어지기 시작한 Eoarchean 시대에 해당한다.

약 40억 년 전에 매우 강력한 화학 반응으로 자기 복제 분자가 생성되었고, 5억 년 후에는 최후 보편 공통 조상이 존재했다. 현재 과학적 합의는 생명을 구성하는 복잡한 생화학이 더 간단한 화학 반응에서 나왔다는 것이다.

오스트레일리아 서부에서 발견된 34억 8천만 년 된 사암에서는 미생물 매트 화석이 발견되었다. 생물 기원 물질에 대한 또 다른 초기의 물리적 증거는 그린란드 서부에서 발견된 37억 년 된 변성암의 흑연과 오스트레일리아 서부에서 발견된 41억 년 된 암석에서 발견된 "생물적인 생명체의 잔해"이다. 한 연구자에 따르면, "생명이 지구에서 비교적 빠르게 발생했다면... 우주에서 흔할 수 있다."

원핵생물은 약 30억~40억 년 전부터 지구에 살았으며, 형태 또는 세포 조직에 뚜렷한 변화 없이 진핵 세포는 16억 년에서 27억 년 사이에 나타났다. 세포 구조의 주요 변화는 박테리아가 공생 관계에서 진핵 세포에 흡수되었을 때 발생했다. 흡수된 박테리아와 숙주 세포는 공진화를 겪었으며, 박테리아는 미토콘드리아 또는 수소체로 진화했다. 시아노박테리아와 유사한 유기체의 또 다른 흡수는 조류와 식물에서 엽록체의 형성을 이끌었다.

생명의 역사는 약 6억 1천만 년 전까지 단세포 생물 진핵생물, 원핵생물 및 고세균의 역사였으며, 이 시기에 에디아카라 생물군에서 다세포 유기체가 바다에 나타나기 시작했다. 다세포성 진화는 해면동물, 갈조류, 시아노박테리아, 점균류 및 믹소박테리아와 같이 다양한 유기체에서 여러 독립적인 사건으로 발생했다.

최초의 다세포 유기체가 등장한 직후, 캄브리아기 대폭발이라고 불리는 사건에서 약 1천만 년 동안 놀라운 양의 생물학적 다양성이 나타났다. 여기서 현대 동물의 대부분의 문이 화석 기록에 나타났으며, 이후 멸종된 고유한 계통도 나타났다.

가장 초기의 동물은 해양 무척추 동물이었으며, 척추 동물은 나중에 등장했다. 동물은 다세포 진핵생물이며, 세포벽이 없다는 점에서 식물, 조류, 균류와 구별된다. 가장 초기의 동물 문(phyla)은 해면동물, 빗해파리동물, 판형동물 및 자포동물이다.

캄브리아기 대폭발은 다양한 해양 생물 문(phylum)이 폭발적으로 출현한 시기로, 현대 해양 생태계의 기반을 형성했다. 무척추동물은 서로 다른 문(생물의 몸의 구조)으로 분류된다. 문은 생물을 그들의 몸의 구조에 따라 분류하는 방법으로 대칭, 분절, 부속지의 배치와 같은 특징을 포함한다. 역사적으로 몸의 구조는 캄브리아기 폭발 동안 급격히 진화한 것으로 생각되었지만, 동물 진화에 대한 보다 미묘한 이해는 초기 고생대를 거쳐 점진적인 몸의 구조 발달을 시사한다.

1970년대에는 이미 현대 문의 출현이 "폭발적"이었는지 또는 선캄브리아 시대의 동물 화석 부족으로 인해 숨겨졌는지에 대한 논쟁이 있었다. 버제스 셰일 화석을 재분석한 결과, 알려진 문에 속하지 않는 오파비니아(Opabinia)와 같은 동물이 발견되면서 이 문제에 대한 관심이 높아졌다. 당시 이러한 동물들은 캄브리아기 폭발에서 현대 문이 매우 빠르게 진화했고 버제스 셰일의 "기묘한 경이로움"은 초기 캄브리아기가 동물 진화의 독특한 실험 기간이었음을 보여주는 증거로 해석되었다. 이후 유사한 동물들의 발견과 새로운 이론적 접근 방식의 개발로 인해 많은 "기묘한 경이로움"이 현대 그룹의 진화적 "이모" 또는 "사촌"이라는 결론이 나왔다. 예를 들어, 오파비니아(Opabinia)는 엽족류의 일원이었고, 이 그룹에는 절지동물의 조상이 포함되어 있으며, 현대의 완보동물과 밀접한 관련이 있었을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 캄브리아기 폭발이 실제로 폭발적이었는지, 그렇다면 어떻게, 왜 발생했는지, 그리고 왜 동물 역사에서 독특하게 보이는지에 대한 논쟁이 여전히 많다.

생물 다양성은 30억 년이 넘는 진화의 결과이다. 약 6억 년 전까지 모든 생명체는 고세균, 세균, 원생생물 및 유사한 단세포 생물로 구성되었다. 현생누대(지난 5억 4천만 년) 동안의 생물 다양성 역사는 캄브리아기 대폭발 동안의 급격한 성장으로 시작되는데, 이 기간 동안 거의 모든 문의 다세포 생물이 처음으로 나타났다.

지구상에 살았던 모든 종의 99% 이상, 즉 50억 종이 넘는 종이 멸종된 것으로 추정된다. 이러한 멸종은 불규칙적인 속도로 발생하며, 다양성의 극적인 증가는 대량 멸종 사건으로 분류되는 주기적이고 대규모의 다양성 손실로 특징지어진다. 지구상의 대부분의 다양성과 생물량은 측정하기 어려운 미생물에 존재하며, 기록된 멸종 사건은 더 쉽게 관찰되는 더 큰 다세포 생물의 다양성과 풍부함의 변화를 기반으로 한다. 해양 화석은 육상 생물에 비해 우수한 화석 기록과 층서 범위를 가지고 있기 때문에 멸종률을 측정하는 데 주로 사용된다.

화석 기록에 따르면, 지구의 배경 멸종률은 백만 년마다 약 2~5개의 알파 분류학 과의 해양 동물이다. 대산소화 사건은 아마도 최초의 주요 멸종 사건이었을 것이다. 캄브리아기 대폭발 이후 다섯 차례의 주요 대량 멸종이 배경 멸종률을 크게 초과했다. 최악의 사건은 2억 5100만 년 전의 페름기-트라이아스기 멸종 사건이었으며, 현생누대(지난 5억 4천만 년)의 빅 파이브 대량 멸종은 해양 속의 40% 이상, 해양 종의 70% 이상을 멸종시킨 것으로 추정된다. 현재 인간 활동으로 인해 발생하고 있는 홀로세 멸종은 "여섯 번째 멸종"으로 불리며 궁극적으로 더 파괴적일 수 있다.

6.1. 최초의 생명체

최초의 생명체는 바다에서 기원했으며, 원핵생물에서 진핵생물로, 단세포 생물에서 다세포 생물로 진화했다. 지구의 나이는 약 45억 4천만 년이며, 생명체에 대한 가장 초기의 확실한 증거는 최소 35억 년 전으로 거슬러 올라간다. 초기 용융 상태의 Hadean 이후 지각이 굳어지기 시작한 Eoarchean 시대에 해당한다.

약 40억 년 전에 매우 강력한 화학 반응으로 자기 복제 분자가 생성되었고, 5억 년 후에는 최후 보편 공통 조상이 존재했다. 현재 과학적 합의는 생명을 구성하는 복잡한 생화학이 더 간단한 화학 반응에서 나왔다는 것이다.

오스트레일리아 서부에서 발견된 34억 8천만 년 된 사암에서는 미생물 매트 화석이 발견되었다. 생물 기원 물질에 대한 또 다른 초기의 물리적 증거는 그린란드 서부에서 발견된 37억 년 된 변성암의 흑연과 오스트레일리아 서부에서 발견된 41억 년 된 암석에서 발견된 "생물적인 생명체의 잔해"이다. 한 연구자에 따르면, "생명이 지구에서 비교적 빠르게 발생했다면... 우주에서 흔할 수 있다."

원핵생물은 약 30억~40억 년 전부터 지구에 살았으며, 형태 또는 세포 조직에 뚜렷한 변화 없이 진핵 세포는 16억 년에서 27억 년 사이에 나타났다. 세포 구조의 주요 변화는 박테리아가 공생 관계에서 진핵 세포에 흡수되었을 때 발생했다. 흡수된 박테리아와 숙주 세포는 공진화를 겪었으며, 박테리아는 미토콘드리아 또는 수소체로 진화했다. 시아노박테리아와 유사한 유기체의 또 다른 흡수는 조류와 식물에서 엽록체의 형성을 이끌었다.

생명의 역사는 약 6억 1천만 년 전까지 단세포 생물 진핵생물, 원핵생물 및 고세균의 역사였으며, 이 시기에 에디아카라 생물군에서 다세포 유기체가 바다에 나타나기 시작했다. 다세포성 진화는 해면동물, 갈조류, 시아노박테리아, 점균류 및 믹소박테리아와 같이 다양한 유기체에서 여러 독립적인 사건으로 발생했다.

최초의 다세포 유기체가 등장한 직후, 캄브리아기 대폭발이라고 불리는 사건에서 약 1천만 년 동안 놀라운 양의 생물학적 다양성이 나타났다. 여기서 현대 동물의 대부분의 문이 화석 기록에 나타났으며, 이후 멸종된 고유한 계통도 나타났다.

가장 초기의 동물은 해양 무척추 동물이었으며, 척추 동물은 나중에 등장했다. 동물은 다세포 진핵생물이며, 세포벽이 없다는 점에서 식물, 조류, 균류와 구별된다. 가장 초기의 동물 문(phyla)은 해면동물, 빗해파리동물, 판형동물 및 자포동물이다.

6.2. 캄브리아기 대폭발

캄브리아기 대폭발은 다양한 해양 생물 문(phylum)이 폭발적으로 출현한 시기로, 현대 해양 생태계의 기반을 형성했다. 무척추동물은 서로 다른 문(생물의 몸의 구조)으로 분류된다. 문은 생물을 그들의 몸의 구조에 따라 분류하는 방법으로 대칭, 분절, 부속지의 배치와 같은 특징을 포함한다. 역사적으로 몸의 구조는 캄브리아기 폭발 동안 급격히 진화한 것으로 생각되었지만, 동물 진화에 대한 보다 미묘한 이해는 초기 고생대를 거쳐 점진적인 몸의 구조 발달을 시사한다.

1970년대에는 이미 현대 문의 출현이 "폭발적"이었는지 또는 선캄브리아 시대의 동물 화석 부족으로 인해 숨겨졌는지에 대한 논쟁이 있었다. 버제스 셰일 화석을 재분석한 결과, 알려진 문에 속하지 않는 오파비니아(Opabinia)와 같은 동물이 발견되면서 이 문제에 대한 관심이 높아졌다. 당시 이러한 동물들은 캄브리아기 폭발에서 현대 문이 매우 빠르게 진화했고 버제스 셰일의 "기묘한 경이로움"은 초기 캄브리아기가 동물 진화의 독특한 실험 기간이었음을 보여주는 증거로 해석되었다. 이후 유사한 동물들의 발견과 새로운 이론적 접근 방식의 개발로 인해 많은 "기묘한 경이로움"이 현대 그룹의 진화적 "이모" 또는 "사촌"이라는 결론이 나왔다. 예를 들어, 오파비니아(Opabinia)는 엽족류의 일원이었고, 이 그룹에는 절지동물의 조상이 포함되어 있으며, 현대의 완보동물과 밀접한 관련이 있었을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 캄브리아기 폭발이 실제로 폭발적이었는지, 그렇다면 어떻게, 왜 발생했는지, 그리고 왜 동물 역사에서 독특하게 보이는지에 대한 논쟁이 여전히 많다.

6.3. 대멸종과 회복

생물 다양성은 30억 년이 넘는 진화의 결과이다. 약 6억 년 전까지 모든 생명체는 고세균, 세균, 원생생물 및 유사한 단세포 생물로 구성되었다. 현생누대(지난 5억 4천만 년) 동안의 생물 다양성 역사는 캄브리아기 대폭발 동안의 급격한 성장으로 시작되는데, 이 기간 동안 거의 모든 문의 다세포 생물이 처음으로 나타났다.

지구상에 살았던 모든 종의 99% 이상, 즉 50억 종이 넘는 종이 멸종된 것으로 추정된다. 이러한 멸종은 불규칙적인 속도로 발생하며, 다양성의 극적인 증가는 대량 멸종 사건으로 분류되는 주기적이고 대규모의 다양성 손실로 특징지어진다. 지구상의 대부분의 다양성과 생물량은 측정하기 어려운 미생물에 존재하며, 기록된 멸종 사건은 더 쉽게 관찰되는 더 큰 다세포 생물의 다양성과 풍부함의 변화를 기반으로 한다. 해양 화석은 육상 생물에 비해 우수한 화석 기록과 층서 범위를 가지고 있기 때문에 멸종률을 측정하는 데 주로 사용된다.

화석 기록에 따르면, 지구의 배경 멸종률은 백만 년마다 약 2~5개의 알파 분류학 과의 해양 동물이다. 대산소화 사건은 아마도 최초의 주요 멸종 사건이었을 것이다. 캄브리아기 대폭발 이후 다섯 차례의 주요 대량 멸종이 배경 멸종률을 크게 초과했다. 최악의 사건은 2억 5100만 년 전의 페름기-트라이아스기 멸종 사건이었으며, 현생누대(지난 5억 4천만 년)의 빅 파이브 대량 멸종은 해양 속의 40% 이상, 해양 종의 70% 이상을 멸종시킨 것으로 추정된다. 현재 인간 활동으로 인해 발생하고 있는 홀로세 멸종은 "여섯 번째 멸종"으로 불리며 궁극적으로 더 파괴적일 수 있다.

7. 해양 생물 다양성

7.1. 미생물

미생물은 해양 생물량의 약 70%를 차지하며, 해양 생태계의 기초를 이룬다. 이들은 너무 작아 현미경으로만 관찰 가능하며, 단일 세포 또는 다세포 생물일 수 있다. 모든 세균과 고세균, 대부분의 원생생물(예: 조류), 균류, 그리고 윤충과 같은 특정 현미경적 동물들을 포함하며 매우 다양하다. 일부 미생물학자들은 바이러스 (및 비로이드)도 미생물로 분류하지만, 다른 사람들은 이것들을 비생물로 간주한다.

미생물은 생태계에서 분해자로서 영양소를 재활용하고, 바다에서 발생하는 거의 모든 광합성 뿐만 아니라 탄소, 질소, 인, 기타 영양소 및 미량 원소의 순환을 담당한다. 해저의 현미경적 생명체는 다양하며, 특히 바이러스의 역할 등 아직 잘 알려지지 않은 부분이 많다. 대부분의 해양 바이러스는 박테리오파지로, 염수 및 담수 생태계를 조절하는 데 필수적이다. 이들은 수생 미생물 군집에서 세균을 감염시키고 파괴하며, 해양 환경에서 탄소 순환을 재활용하는 가장 중요한 메커니즘이다. 죽은 세균 세포에서 방출된 유기 분자는 새로운 세균과 조류의 성장을 자극한다. 바이러스 활동은 탄소가 심해에서 탄소 격리되는 과정인 생물학적 펌프에도 기여한다.

공기 중의 미생물 흐름은 기상 시스템 위, 상업 항공로 아래에서 지구를 돌고 있다. 일부 떠돌아다니는 미생물은 육지의 먼지 폭풍에서 쓸려 올라오지만, 대부분은 바다 안개 속의 해양 미생물에서 유래한다. 2018년, 과학자들은 매일 수억 개의 바이러스와 수천만 개의 세균이 지구상의 모든 평방 미터에 쌓인다고 보고했다.

미생물은 생물권 전체에 걸쳐 서식한다. 원핵생물 미생물의 질량은 약 0.8조 톤의 탄소일 수 있다(총 생물권 질량은 1조에서 4조 톤 사이로 추정됨). 단일 세포의 압력 호성 해양 미생물이 마리아나 해구에서 10900m 깊이에서 발견되었다. 미생물은 미국 북서부 해안에서 바다 바닥 아래 580m 아래, 2590m 깊이의 암석 내부에서 살고 있으며, 일본 앞바다 해저 2400m 아래에서도 발견된다. 미생물 생명이 존재할 수 있는 가장 높은 온도는 122°C이다 (Methanopyrus kandleri). 2014년, 과학자들은 남극 얼음 아래 800m에서 살고 있는 미생물의 존재를 확인했다. 한 연구원에 따르면, "미생물은 어디에서나 발견할 수 있으며, 환경에 매우 적응력이 뛰어나 어디에서든 생존한다."

미생물 매트는 지구상에서 훌륭한 화석 증거를 가진 가장 초기의 생명체 형태이다.

8.

9.

10.

10.1. 원생생물

원생생물은 식물, 균류, 동물로 분류할 수 없는 진핵생물로, 대개 단세포이며 현미경으로 관찰 가능하다. 생명체는 원핵생물(세균과 고세균)에서 진핵생물로 진화했으며, 진핵생물은 식물, 동물, 균류 및 원생생물로 이어진다. '원생생물'은 역사적으로 식물, 동물, 균류로 분류하기 어려운 진핵생물을 통칭하는 용어였으나, 이들은 계통 분류상 측계통군(공통 조상이 없음)에 해당한다.

원생생물은 영양 방식에 따라 식물성(예: 조류), 동물성(원생동물, 예: 유공충, 아메바, 섬모충, 편모충), 곰팡이성(점균류, 점액망), 혼합영양생물(예: 편모충) 등으로 분류된다.

해양, 심해 열수구, 강 퇴적물 등에서 높은 원생생물 다양성이 확인되며, 아직 발견되지 않은 진핵 미생물 군집이 많을 것으로 예상된다. 특히 혼합영양생물 원생생물은 해양 환경에서 원생생물 생물량의 상당 부분을 차지한다.

대부분의 원생생물은 단세포이며 현미경적이지만, 예외적으로 거시적인 크기의 단세포 해양 원생생물도 존재한다. 예를 들어, 단세포 거대 아메바는 최대 1000개의 세포핵을 가지며 길이가 5mm에 이르고, Gromia sphaerica는 최대 3.8cm 크기의 구형 피각 아메바이다. 해면을 모방한 외형과 생활 방식을 가진 단세포 유공충 Spiculosiphon oceana는 5cm까지 자라며, 심해대에 서식하는 xenophyophore는 최대 20cm 크기의 껍질을 가진다.

원생생물은 주요 생물학적 계에 속하지 않는 다양한 유기체를 포함하는 분류군으로, 현대에는 다세포 유기체를 제외하고 단세포 유기체로 제한하는 경향이 있다.

11.

12.

13.

13.1. 해양 무척추동물

해양 무척추동물은 다양한 형태와 생태적 지위를 가지며, 해양 생물 다양성의 중요한 부분을 차지한다. 무척추동물은 몸의 구조에 따라 여러 문으로 분류된다. 이들은 대칭, 분절, 부속지 배치 등 형태학적 특징을 기반으로 분류된다. 역사적으로 무척추동물 문의 분류는 척추동물 중심적 관점에서 벗어나 다양한 몸의 구조를 인식하는 방향으로 변화해 왔다. 린네는 척추동물 외 2개, 퀴비에는 3개, 헤켈은 4개의 문을 확인했지만, 현대에는 35개 이상의 동물 문이 인식되고 있다.

과거에는 캄브리아기 폭발 동안 몸의 구조가 급격히 진화한 것으로 여겨졌으나, 고생대를 거치며 점진적으로 발달했다는 증거들이 발견되고 있다. 문은 형태학적 유사성(현상형질 정의) 또는 진화적 관련성(계통발생 정의)을 기준으로 정의할 수 있다. 1970년대에는 현대 문의 출현이 "폭발적"이었는지, 아니면 선캄브리아 시대 화석 부족으로 인해 숨겨진 것인지에 대한 논쟁이 있었다. 버제스 셰일 화석 재분석 결과 오파비니아와 같이 알려진 문에 속하지 않는 동물들이 발견되면서, 초기 캄브리아기가 동물 진화의 실험 기간이었다는 해석이 제기되었다. 그러나 이후 유사 동물 발견과 새로운 이론적 접근으로 인해 오파비니아는 엽족류 일원으로 절지동물 조상을 포함하며 완보동물과 관련이 있다는 결론이 나왔다. 캄브리아기 폭발의 실제 여부, 발생 원인, 동물 역사에서의 독특성에 대한 논쟁은 계속되고 있다.

진화 과정에서 가장 먼저 나타난 동물은 해양 무척추동물이다. 가장 초기에 분화된 동물 문은 해면동물, 빗해파리동물, 판형동물, 자포동물이며, 이들은 양측 대칭을 보이지 않는다.

최초의 좌우대칭 동물은 하나의 구멍을 가진 바닥에 사는 벌레였을 가능성이 있다. 좌우대칭 동물 몸체는 입과 항문 사이 장이 있는 원통으로 개념화할 수 있으며, 장 주위에는 체강이 있다. 이러한 몸체 구조를 가진 동물은 머리(전방)와 꼬리(후방), 등(배쪽)과 배(복쪽), 좌측과 우측을 가진다. 앞쪽 끝은 머리화를 촉진하여 감각 기관과 입을 가진 머리가 발달하게 한다. 많은 좌우대칭 동물은 환상 근육과 종주 근육 조합으로 연동 운동을 한다. 많은 좌우대칭 동물 문은 섬모로 헤엄치는 1차 유충을 가지지만, 예외도 존재한다(예: 성체 극피동물은 방사형 대칭, 기생충은 단순화된 구조).

전구동물("첫 번째 입")은 후구동물("두 번째 입")의 자매 분류군으로, 배아 발생 과정에서 처음 생기는 구멍이 입이 된다. 후구동물은 항문이 먼저 발달한다. 한때 가장 초기의 후구동물은 사코리투스 화석으로 여겨졌으나, 탈피동물일 가능성이 제기되었다.

척삭동물 문은 척추동물을 포함하여 3개의 아문으로 나뉘며, 나머지 2개는 해양 무척추동물인 피낭류(살파, 멍게)와 두삭동물(창고기)이다. 무척추동물 척삭동물은 척추동물과 가까운 친척이며, 일부 멸종 해양 종(Pikaiidae, Palaeospondylus, Zhongxiniscus, Vetulicolia 등)과 척추동물의 조상 관계에 대한 논의가 있었다.

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19.1. 해양 척추동물

척추동물은 척삭동물의 아문으로, 척추를 가지고 있다. 척추는 몸의 형태를 잡아주고 지지하며 보호하는 내골격의 중심 지지 구조를 제공하며, 지느러미나 팔다리를 몸에 고정시키는 수단을 제공할 수 있다. 또한 척추 안에 있는 척수를 수용하고 보호하는 역할도 한다.

해양 척추동물은 해양 어류와 해양 사지형류로 나눌 수 있다. 사지형류는 약 4억 년 전 데본기에 고대 육기어류에서 진화했으며, 그들의 가장 초기의 조상들이 바다에서 나와 육지 생활에 적응했다. 중력의 영향을 받지 않는 물속에서 호흡하고 이동하기 위한 몸 구조에서, 물이 마르지 않게 공기를 호흡하고 육지에서 이동할 수 있게 해주는 메커니즘을 갖춘 몸 구조로의 변화는 가장 심오한 진화적 변화 중 하나이다.

해양 사지형류는 육지에서 다시 바다로 돌아온 사지형류이다. 최초의 바다 복귀는 석탄기 초에 발생했을 수 있으며, 기각류 및 여러 현생 양서류와 같이 신생대에 발생한 경우도 있다. 사지형류는 양서류, 파충류, 조류, 포유류의 4개 강으로 나눌 수 있다. 양서류는 삶의 일부를 물에서, 일부를 육지에서 살며 번식을 위해 주로 담수를 필요로 한다. 소수는 기수에서 살지만, 진정한 해양 양서류는 없다.

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24. 해양 생태계와 인간

인간의 활동은 과도한 어업, 오염, 산성화 및 외래종 도입을 통해 해양 생물과 해양 서식지에 영향을 미친다. 이러한 영향은 해양 생태계와 해양 먹이 그물에 영향을 미치며, 아직 인식되지 않은 결과로 인해 생물 다양성과 해양 생명체의 지속에 영향을 미칠 수 있다.

24.1. 해양 생태계의 중요성

24.2. 인간 활동의 영향

인간의 활동은 과도한 어업, 오염, 산성화 및 외래종 도입을 통해 해양 생물과 해양 서식지에 영향을 미친다. 이러한 영향은 해양 생태계와 해양 먹이 그물에 영향을 미치며, 아직 인식되지 않은 결과로 인해 생물 다양성과 해양 생명체의 지속에 영향을 미칠 수 있다.

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26.1. 해양 보전