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Apr 09, 2023

Nudibranch 포식은 스폰지 실리콘 순환을 향상시킵니다.

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 1178(2023) 이 기사 인용

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규조류는 해양 실리카 순환에서 중요한 역할을 하지만 최근 연구에 따르면 해면도 이러한 역학에 중요한 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났습니다. 그들은 장기간에 걸쳐 몸 안에 대량의 생물학적 실리카를 축적하는데, 이는 연간 규모로 거의 변하지 않는 것으로 생각됩니다. 해면동물 갯민숭달팽이(Doris verrucosa)의 풍부함이 크게 증가하는 것과 병행하여 해면 바이오매스의 급격한 감소를 관찰한 결과 우리는 갯민숭달팽이 포식이 해면동물(Hymeniacidon perlevis)의 실리콘 수지에 미치는 영향에 대한 1년 간의 연구를 수행하게 되었습니다. 인구. 포식 5개월 후, 해면개체의 풍부함은 변하지 않았지만 그들의 바이오매스는 95% 감소했으며, 그 중 48%가 갯민숭달팽이 포식에 의한 것으로 설명되었습니다. 갯민숭달팽이가 먹이를 먹는 동안 섭취한 해면 스피큘의 약 97%가 배설되었으며, 대부분은 깨지지 않았는데, 이는 주변 퇴적물에 해면 실리카가 높은 속도로 침전되었음을 의미합니다. 포식 후 해면은 7개월 이내에 바이오매스 자원을 부분적으로 회복했습니다. 여기에는 용해된 실리콘의 빠른 성장 속도와 큰 동화가 포함되었습니다. 놀랍게도 해수에 용해된 실리콘 농도가 최소(< 1.5μM)일 때 실리콘 흡수율이 가장 높았습니다. 이러한 발견은 연간 스펀지 포식-회복 주기가 스펀지 실리콘 축적량의 전례 없는 연간 변화를 촉발하고 이 영양소의 순환을 촉진한다는 것을 시사합니다. 또한 해면 생태계 기능의 역동성과 탄력성을 이해하기 위해 연간 데이터 수집의 필요성을 강조합니다.

실리콘은 다양한 해양 생물이 규산 골격을 만들고 성장하는 데 필요한 해양의 주요 영양소입니다. 규소화제로 알려진 이러한 유기체에는 규조류, 규편모충류, 대부분의 rhizarian 및 해면류 종, 일부 종의 choanoflagellates1과 같이 다양한 영양 수준과 생태학적 관련성을 지닌 유기체가 포함됩니다1. 그 중 규조류와 해면동물은 각각 가장 풍부한 원양 및 저서 규소화제입니다. 이들 유기체는 해양 생태계에서 중요한 생태학적 역할을 합니다. 규조류는 해양 일차 생산성의 약 40%를 차지하고 입자상 탄소를 표면에서 심해로 수출합니다2,3. 해면은 저서-원양 결합을 통해 영양분을 더 높은 영양 수준으로 재활용하고 미생물 및 거대 유기체의 해양 생물 다양성을 증가시키는 데 기여합니다4,5. 따라서 실리콘은 규소화제의 중요한 자원이며, 이는 인류 인구에 궁극적인 영향을 미치는 해양 생물 다양성과 먹이 사슬을 유지하는 데 중요할 수 있습니다6,7.

규소화 동물 중에서 해면은 유일한 후생동물(즉, 동물) 그룹입니다. 그들은 수년에서 수천년까지 지속될 수 있는 긴 수명을 가진 다세포 종속영양 유기체입니다8,9. 해면은 전 세계 해양에 걸쳐 해양 저서 동물군의 공통 구성 요소로, 극지방에서 적도 위도에 이르는 많은 해양 생태계에서 수적으로 풍부하고 바이오매스가 지배적입니다10. 다른 규소화제와 마찬가지로 해면은 생체 유래 실리카(예: 오팔)로 만들어진 골격을 만들기 위해 바닷물에서 용해된 규소를 소비합니다. 이러한 골격은 아직 결정되지 않은 이유 때문에 다른 규소화제의 골격보다 용해에 대한 저항력이 더 높습니다11. 생물학적 및 골격적 특성으로 인해 규산 해면은 해양 생태계의 주요 실리콘 싱크대가 되어 조직 내부와 그 아래의 퇴적물에 생체 실리카 재고를 축적하고 11,12 다른 해면보다 훨씬 느린 속도(200~1000배 느린)로 실리콘을 재활용합니다. 규조류13과 같은 기타 수명이 짧은 단세포 규소화제. 그럼에도 불구하고, 큰 집합체(예: 스폰지 바닥)를 형성하는 영역에서는 스폰지 실리콘 순환이 해양학적 규모로 용해된 실리콘 해저층을 풍부하게 할 수 있습니다.

해면 개체군의 역학은 모집, 수명, 우주 경쟁 및 포식에 따라 달라집니다15. 특히 포식은 스폰지 군집 구조와 생태계 과정에 영향을 미칠 수 있습니다16,17. 스펀지 포식은 열대 및 아열대 해면 산호초18,19,20, 중조도 해면암초21,22, 조간대에서 심해 환경17,23까지 극 위도에서 보고되었습니다. 해면동물, 즉 해면동물을 먹는 행위는 연체동물, 극피동물, 어류 및 거북이의 일부 종에서 설명되었습니다18,19,20,21. 연체동물 중에서 도리드 갯민숭달팽이(Nudibranchia 목, 도리디과)는 가장 다양한 해면 포식자 그룹 중 하나입니다. 그들 대부분은 먹이를 먹는 특정 해면 골격 조직에 적응된 치설을 가진 엄격한 해면동물입니다. 많은 사람들은 또한 먹이에 대해 비밀스런 착색을 가지고 있습니다25. 이러한 높은 포식자-피식자 특이성은 대부분의 도리드 갯민숭달팽이가 하나 또는 소수의 해면종을 먹고 때로는 과도하게 방목한다는 것을 의미합니다.