더위와 영양염 증가가 겹치면 산호 두 종은 똑같이 버텼을까요?

상세 설명

용존 무기 영양염의 질소 대 인 비율(N:P)은 산호가 열 스트레스에 얼마나 취약한지에 영향을 줄 수 있지만, 서로 다른 비율이 연산호와 경산호에 미치는 영향을 비교한 연구는 없었다. 연구진은 인도·태평양 산호초에서 흔히 볼 수 있는 박동성 연산호 Xenia umbellata와 경산호 Montipora digitata를 대상으로 두 N:P 비율의 영향을 조사했다.

산호를 5주 동안 N:P 19:1(질산염 37 µM, 인산염 2 µM) 또는 5:1(질산염 37 µM, 인산염 8 µM)에 노출하고, 저영양염 대조군 3:1(질산염 0.003 µM, 인산염 0.001 µM)과 비교했다. 2주 후에는 수온을 26°C에서 32°C로 점차 높였다.

영양염 증가만으로는 M. digitata의 측정 반응 지표에 영향이 없었다. X. umbellata에서는 사망률 9%가 관찰됐고 박동률은 5:1에서 100%, 19:1에서 58% 감소했다. 열 스트레스만 가했을 때는 M. digitata의 Symbiodiniaceae 밀도와 엽록소 a 함량이 유의하게 감소했지만, X. umbellata는 영향을 받지 않았다.

수온 상승과 영양염 증가가 겹치자 사망률이 유의하게 증가했다. 5:1과 19:1에서 각각 M. digitata의 사망률은 100%와 92%, X. umbellata의 사망률은 87%와 33%였다. M. digitata의 Symbiodiniaceae 밀도와 엽록소 a 함량은 열 스트레스만 받았을 때와 같은 반응을 보였고, X. umbellata에서는 이 지표들이 영향을 받지 않았다. X. umbellata의 박동은 두 복합 처리 모두에서 100% 감소했다.

연구진은 영양염 증가만으로도 에너지가 많이 드는 질산염의 암모늄 환원 과정을 통해 X. umbellata의 대사가 손상돼 박동이 멈췄을 가능성이 높다고 보았다. 하지만 수온 상승과 영양염 증가가 겹쳤을 때 X. umbellata는 M. digitata보다 더 나은 생존 적합도를 보여, 예측되는 환경 변화에 더 잘 대처할 가능성을 시사했다. 다만 두 산호 모두 부정적인 영향을 받았으며, 특히 5:1에서 그 영향이 컸다.

연구진은 낮은 5:1 비율에서 영향이 더 컸던 것은 질소 동화로 인한 에너지 고갈이 심해졌기 때문일 가능성이 높으며, 불균형한 19:1 비율에서는 질소 동화가 제한돼 스트레스가 완화됐을 수 있다고 설명했다. 이 결과는 높은 인과 높은 질소가 결합하면 산호 스트레스가 가속화될 수 있음을 시사한다. 연구진은 따뜻해지는 바다에서 산호의 생존을 돕기 위해 영양염 농도를 낮추고 N:P 비율을 레드필드 비율인 16:1에 가깝게 유지하는 맞춤형 영양염 관리 전략을 제안했다.