극한환경
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1. 개요
극한 환경은 온도, 방사선, 압력, 산성, 알칼리성, 공기, 물, 염분 등 다양한 요인에 의해 생물이 살아가기 어려운 환경을 의미한다. 지구상에는 극지, 사막, 심해, 화산 지대, 고산 지대, 염호, 대기권, 우주 등 다양한 극한 환경이 존재하며, 이러한 환경에 적응한 극호성 생물들이 서식한다. 극한 환경 연구는 지구 밖 환경에서의 생명체 존재 가능성을 탐구하고, 극한 환경에 서식하는 생물들의 생존 전략을 이해하는 데 기여한다.
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| 극한환경 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 생존하기 어렵다고 여겨지는 서식지 |
2. 지구상의 극한 환경
지구상의 극한 환경은 지질 시대를 거치면서 다양하게 변화해 왔다. 인간은 일반적으로 극한 환경에서 거주하지 않지만, 극호성 생물이라 불리는 생물들은 이러한 환경에서 생존, 성장, 번식까지 한다. 극한 환경은 생존하기 어려운 환경으로, 극지방의 빙하, 사막의 건조 지역, 해양 심해 등이 이에 해당한다. 지구상 많은 곳에서 생물 종들은 생존을 위해 고도로 전문화되어야 하며, 특히 미생물은 놀라운 장소에서 번성하기도 한다.[5]
2. 1. 유형
극한 환경은 온도, 방사선, 압력, 산성, 알칼리, 공기, 물, 소금, 설탕, 이산화탄소, 유황, 석유, 인간의 영향 등 다양한 특성에 따라 분류할 수 있다.[5]| 특성 | 설명 | 예시 |
|---|---|---|
| 알칼리성 | pH 9 이상인 환경[5] | |
| 산성 | pH 5 미만인 환경[5] | |
| 극도로 추운 곳 | -17°C 이하인 환경[5] | 산악 지대, 극지, 심해 |
| 극도로 더운 곳 | 40°C를 초과하는 환경[5] | 지열 활동 지역, 심해 열수 분출공 |
| 고염분 | 해수보다 염분 농도가 높은 환경[5] | 염호 |
| 압력 하 | 극한의 정수압을 받는 환경[5] | 수심 2000m 이상의 심해, 폐쇄된 서식지 |
| 방사선 | 비정상적으로 높은 방사선에 노출되거나, 빛의 정상 범위를 벗어나는 방사선에 노출된 환경[5] | 높은 UV 및 IR 방사선 노출 지역 |
| 물 없음 | 자유수가 없는 환경[5] | 뜨겁거나 추운 사막, 일부 내생 서식지 |
| 산소 없음 | 자유 산소가 없는 환경[5] | 깊은 퇴적물 내 서식지 |
| 인간에 의해 변경됨 | 인위적으로 영향을 받는 서식지[5] | 광산 잔재, 기름 유출 지역, 중금속 또는 유기 화합물 오염 지역 |
| 빛 없음 | [5] | 심해 환경 및 동굴 |
| 식량 부족 | [5] | 광대한 바다, 사막, 고산지대 |
| 극심한 압력 | [5] | 심해 지역 |
극한 환경의 예로는 지리적 극지, 매우 건조한 사막, 화산, 심해, 열수 분출공, 대기권, 에베레스트 산, 사해, 우주와 다른 행성 등이 있다.[5]
2. 2. 예시
극한 환경의 예시는 다음과 같다.- 극지방: 극도로 낮은 기온과 얼음으로 뒤덮인 환경이다. 남극, 북극이 대표적이다.[6][7]
- 사막: 극심한 온도 변화와 매우 건조한 기후를 가진 환경이다. 사하라 사막, 아타카마 사막 등이 해당된다.[8]
- 심해: 높은 압력, 낮은 온도, 빛이 거의 없는 환경이다. 마리아나 해구, 열수 분출공 등이 있다.[9][10]
- 화산 지대: 고온, 유독 가스, 산성 환경을 가진다. 화산, 온천 등이 대표적이다.
- 고산 지대: 낮은 기온, 낮은 기압, 강한 자외선 환경을 가진다. 에베레스트 산, 히말라야 산맥 등이 있다.
- 염호: 염분 농도가 매우 높은 환경이다. 사해, 모노 호 등이 있다.
| 환경 | 특징 | 대표적인 장소 |
|---|---|---|
| 극지방 | 극도로 낮은 기온, 얼음으로 뒤덮임 | 남극, 북극 |
| 사막 | 극심한 온도 변화, 매우 건조함 | 사하라 사막, 아타카마 사막 |
| 심해 | 높은 압력, 낮은 온도, 빛이 거의 없음 | 마리아나 해구, 열수 분출공 |
| 화산 지대 | 고온, 유독 가스, 산성 환경 | 화산, 온천 |
| 고산 지대 | 낮은 기온, 낮은 기압, 강한 자외선 | 에베레스트 산, 히말라야 산맥 |
| 염호 | 염분 농도가 매우 높음 | 사해, 모노 호 |
태양계의 대부분의 위성과 행성은 극한 환경이다. 우주 생물학자들은 아직 지구 너머의 환경에서 생명체를 발견하지 못했지만, 실험을 통해 물곰이 우주의 혹독한 진공 상태와 강렬한 방사선 환경에서 생존할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
3. 지구 밖 극한 환경
3. 1. 테라포밍
우주 생물학자들은 아직 지구 밖의 환경에서 생명체를 발견하지 못했지만, 실험을 통해 물곰이 우주의 혹독한 진공 상태와 강렬한 방사선 환경에서 생존할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 지구를 벗어난 장소의 환경을 인간과 다른 지구 생명체에게 더 살기 좋게 만드는 개념적인 수정은 테라포밍이라고 한다.[1]
4. 극한 환경에 서식하는 생물
극한 환경은 생물의 생존에 불리한 조건을 갖추고 있지만, 이러한 환경에서도 다양한 생물들이 발견된다. 심해, 열수구, 극저온 및 고온 환경, 독성이 강한 환경 등에서도 생물들이 서식하고 있다.[11][12][13][14][15][16]
많은 사람들에게 잘 알려져 있거나 알려지지 않은 다양한 종들이 극한 환경에 적응했거나, 수많은 세대에 걸쳐 그곳에서 살아왔다. 이들은 적응을 통해 유연성을 갖추면서 이러한 환경에서 살아갈 수 있다. 많은 종들은 다양한 기후 조건에 적응할 수 있으며, 생존을 위해 필요하다면 동면을 할 수도 있다.
극한 환경에 서식하는 몇몇 종의 예시는 다음과 같다.
- 자이언트 캥거루 쥐
- 특정 종류의 개구리
- 열 내성 웜 (알비넬라 폼페야나)
- 데빌 웜 (할리세팔로부스 메피스토)
- 그린란드 상어
- 해양 미생물
- 바늘벌레
- 완보동물 (물곰)
- 히말라야 점핑 거미 (유오프리스 옴니슈퍼스테스)
- 바퀴벌레
4. 1. 극한 생물
극한 환경은 생물의 생장 가능 범위 외의 지역이나 이러한 지역에서도 생물이 발견되고 있다. 대표적으로는 심해의 생물들이 있다. 심해는 2km 이상의 깊숙한 바다로 높은 압력 때문에 극한 환경으로 불린다. 이 곳은 식물이 존재하지 않고 동물만 존재하는데 이들의 특성은 빛을 내는 발광과 대형화로 구분된다. 발광은 어두운 환경에서 서로를 알아보기 위한 것이고, 대형화는 높은 압력을 견디기 위해 대사 활동을 높이고, 저온과 적은 먹이로 성장이 느리기에 대신 수명을 키우기 위한 것으로 추측하고있다.[11][12] 더불어 심해의 지각 활동으로 생성된 열수구에도 미생물과 새우가 살고있는 것으로 나타났다. 이 곳은 높은 압력과 용출수로 인해 최고 온도가 350°C나 되는 지역이다.[13][14] 현재까지 발견된 최고온 서식 미생물은 121°C에서 증식하는 '스트레인 121'이다. 또 냉장고 내 온도인 5°C에서 자라는 미생물, 양잿물보다 독한 폐수에서 서식하는 미생물, 화성과 비슷한 환경인 희박한 산소와 유기물 없이 성장하는 용암동굴의 미생물도 발견되었다.[15][16]
많은 사람들에게 잘 알려져 있거나 알려지지 않은 다양한 종들이 존재한다. 이 종들은 시간이 지남에 따라 이러한 극한 환경에 적응했거나, 수많은 세대에 걸쳐 그곳에서 살아왔다. 다양한 종들은 적응을 통해 유연성을 갖추면서 이러한 환경에서 살아갈 수 있다. 많은 종들은 다양한 기후 조건에 적응할 수 있으며, 생존을 위해 필요하다면 동면할 수도 있다.
다음 목록은 극한 환경에서 서식하는 몇몇 종의 예시를 포함한다.
- 자이언트 캥거루 쥐
- 특정 종류의 개구리
- 열 내성 웜 (알비넬라 폼페야나)
- 데빌 웜, 할리세팔로부스 메피스토
- 그린란드 상어
- 해양 미생물
- 바늘벌레
- 완보동물 (물곰)
- 히말라야 점핑 거미, 유오프리스 옴니슈퍼스테스
- 바퀴벌레
4. 2. 극한 환경에서의 생존 전략
극한 환경은 생물의 생장 가능 범위 외의 지역이나 이러한 지역에서도 생물이 발견되고 있다. 대표적으로는 심해의 생물들이 있다. 심해는 2km 이상의 깊숙한 바다로 높은 압력 때문에 극한 환경으로 불린다. 이 곳은 식물이 존재하지 않고 동물만 존재하는데 이들의 특성은 빛을 내는 발광과 대형화로 구분된다. 발광은 어두운 환경에서 서로를 알아보기 위한 것이고, 대형화는 높은 압력을 견디기 위해 대사 활동을 높이고, 저온과 적은 먹이로 성장이 느리기에 대신 수명을 키우기 위한 것으로 추측하고있다.[11][12] 더불어 심해의 지각 활동으로 생성된 열수구에도 미생물과 새우가 살고있는 것으로 나타났다. 이 곳은 높은 압력과 용출수로 인해 최고 온도가 350°C나 되는 지역이다.[13][14] 현재까지 발견된 최고온 서식 미생물은 121°C에서 증식하는 '스트레인 121'이다. 또 냉장고 내 온도인 5°C에서 자라는 미생물, 양잿물보다 독한 폐수에서 서식하는 미생물, 화성과 비슷한 환경인 희박한 산소와 유기물 없이 성장하는 용암동굴의 미생물도 발견되었다.[15][16]
많은 사람들에게 잘 알려져 있거나 알려지지 않은 다양한 종들이 존재한다. 이 종들은 시간이 지남에 따라 이러한 극한 환경에 적응했거나, 수많은 세대에 걸쳐 그곳에서 살아왔다. 다양한 종들은 적응을 통해 유연성을 갖추면서 이러한 환경에서 살아갈 수 있다. 많은 종들은 다양한 기후 조건에 적응할 수 있으며, 생존을 위해 필요하다면 동면할 수도 있다.
다음 목록은 극한 환경에서 서식하는 몇몇 종의 예시를 포함한다.
참조
[1]
웹사이트
Types of Extreme Environments
https://serc.carleto[...]
2019-04-08
[2]
논문
Evolutionary physiology
1994
[3]
웹사이트
Types of Extreme Environments
http://serc.carleton[...]
2013-05-16
[4]
웹사이트
Extreme Environments
http://www.windows2u[...]
PeckHart Landscaping inc.
2013-05-17
[5]
서적
Ecological and Environmental Physiology of Mammals
http://www.oxfordsch[...]
Oxford University Press
2016
[6]
서적
Polar Lakes and Rivers
http://www.oxfordsch[...]
Oxford University Press
2008
[7]
서적
The Biology of Polar Regions
http://www.oxfordsch[...]
Oxford University Press
2008
[8]
서적
The Biology of Deserts
http://www.oxfordsch[...]
Oxford University Press
2008
[9]
서적
Evolutionary Ecology of Marine Invertebrate Larvae
http://www.oxfordsch[...]
Oxford University Press
2018
[10]
서적
Evolutionary Ecology of Marine Invertebrate Larvae
http://www.oxfordsch[...]
Oxford University Press
2018
[11]
백과사전
심해 생물의 특징
글로벌 세계 대백과
[12]
서적
해양과학용어사전
아카데미서적
2005
[13]
뉴스
해저 극한 미생물 연구
http://news.naver.co[...]
연합뉴스
2005-04-13
[14]
뉴스
극한 환경, 그 블루오션
http://news.khan.co.[...]
경향신문
2012-01-15
[15]
뉴스
"양잿물 맛좋네"…"남극도 아늑해"…못말리는 미생물들
http://news.naver.co[...]
동아일보
2003-12-07
[16]
뉴스
용암동굴 미생물, 화성과 같은 조건에서 서식
http://news.naver.co[...]
연합뉴스
2011-12-19
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