해양식물플랑크톤 유기물생산과정에 관한 연구

Abstract

해양식물플랑크톤이 빛에너지를 사용하여 무기물을 유기물로 바꾸는 탄소동화작용 즉 식물플랑크톤의 성장, 증식속도를 기초생산이라고 한다. 이와 같이 식물플랑크톤의 광합성에 의해 생성되는 기초생산량을 정량적으로 결정하기 위해 14C 또는 13C를 무기탄산으로 첨가해서 일정시간 배양을 한 뒤 여과지를 사용하여 입자시료를 채취하고 그 중에 새로 광합성에 의해 생성된 입자태유기물에 의해 증가된 14C 또는 13C를 검출해서 단위시간 당 생산된 유기탄소량 (기초생산속도)을 추정하는 방법이 전 세계적으로 널리 사용되어 왔다. 그러나 일차생산의 개념으로서 볼 때, 식물플랑크톤의 광합성 과정에서 새로 배출된 용존유기탄소 (extracellular DOC)도 기초생산에 포함되어야 한다. 더우기 식물플랑크톤으로부터 배출된 용존유기물이 종속영양미생물의 유기물 재생산에 의해 다시 입자태유기물이 되는 효과가 보고 되어 있다. 본 연구에서는 탄소안정동위체 (13C) 추적자와 유기물분리 및 질량수 분석이 가능한 가스크로마토그래피/질량분석기(13C-GCMS)를 사용해 얻어진 식물플랑크톤 광합성에 의한 유기분자화합물의 생산량과 각각의 농도와 생산속도에 관한 정보를 사용하여 입자태 유기분자화합물의 각각의 회전속도를 결정했다. 그 동안 얻어진 연구결과들로부터 광합성에 의해 새로 생성되는 유기분자화합물의 조성은 식물플랑크톤의 종과 생리상태를 반영하는 것으로 나타났고 특히 규조류의 계절적 대량생산 (bloom)에 따른 표층해수 중의 영양염 고갈에 기인하여 뚜렷한 생산유기물 조성의 변화를 나타냈다. 또한 유기분자화합물의 회전속도는 각각유기분자화합물의 기원과 관련하여 식물플랑크톤과 비식물플랑크톤 (non-phytoplankton)의 유기물 조성과 안정성의 차이에 따라 다양한 회전속도들을 보였다. 그리고 생산유기물중 입자태 지방산의 고유한 생체지표(biomarkers)들의 생산속도와 회전 속도들은 해양환경조건에 따른 용존유기물을 포함한 기초생산과정 중 입자태/용존태 유기물 생산과정에 대한 귀중한 정보를 제공한다.