유광층

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유광층

[ Photic layer ]

유광층이란 광합성의 도달거리이며 150~200 m의 수심 표층수이고 태양광 중 최소 1% 이상이 도달하는 곳으로 식물플랑크톤이 살수 있는 경계층이다. 관련 학자분들 중 대다수는 보통 600~1000 m까지 보는 경우도 있으며, 해양 심층수로 수심이 200 m 이하로 내려 갈수록 유기물량이 줄어 세균이나 미생물도 줄어든다. 지구에서 일어나는 광합성의 절반은 육상식물이 담당하지만 나머지 절반은 미세조류를 포함하는 해양의 식물플랑크톤이 담당한다. 프로클로로코커스(Prochlorococcus) 열대해역에서 미세조류보다 더 많은 1차 생산량을 나타내며 지구의 탄소순환에 있어서 매우 중요한 역할을 하며 해양의 유광층에 존재한다.

해양 환경의 구분 (그림: 장진수/생물유전자원연구소)

목차

  1. 1.기원
  2. 2.분류군
  3. 3.특징 및 다양성
  4. 4.유전체 및 분포
  5. 5.관련용어
  6. 6.집필
  7. 7.감수
  8. 8.참고문헌

기원

프로클로로코커스(Prochlorococcus)는 해양의 유광층에 존재하며, 세균의 지름이 매우 작은0.6~0.8 ㎛으로 발견하는데 많은 시간이 소모되었다. 이 세균은 열매 및 온대 해양의 표층에 매우 풍부하게 존재하고 있음에도 불구하고 1980년대 후반에 유세포분석기를 이용하여 최초로 발견 되었다. 프로클로로코커스(Prochlorococcus)에는 표층에 존재하는 고광도 그룹과 깊은 유광층에 존재하는 저광도 그룹의 생태적으로 독특한 두 그룹이 존재하며 서론 다른 생태적 지위를 나타내는 생태종이라 할 수 있다1).

분류군

세균 도메인 > Bacteria (박테리아 계) > Phylum Cyanobacteria (시아노박테리아 문) > Order Synechococcales (시네코코커스 목) > Family Prochloraceae (프로크로라세 과) < Genus Prochlorococcus (프로클로로코커스 속) 

SEM (A)과 TEM (B)으로 확인한 Prochlorococcus  (출처: 한국미생물학회. 2017. 미생물학. 범문에듀케이션, pp. 573-630.)

특징 및 다양성

  • 프로클로로코커스(Prochlorococcus)는 세계 열대 해양의 광합성이 풍부한 진광대 지역(euphotic zone)에 풍부하게 존재한다.
  • 미광대(disphotic zone)는 200~1,000 m의 깊이 있는 지역으로 적은 양의 빛만 있으며 광합성이 부족하나 동물 시각 반응을 일으킬 정도의 빛이 존재하므로 사냥은 가능하다.
  • 무광대(aphotic zone)는 1,000~4,000 m 깊이 있는 지역으로 생물학적 의미에서 빛이 거의 없는 깊이이며 식물이 자랄 수 없다.
  • 심해대(deep sea)는 4,000~6,000 m아래이며 빛이 전혀 없으며 심해 평원지역을 심해대라 하고 지구 해저 중에 약 30%가 심해대로 분포한다1) .

유전체 및 분포

프로클로로코커스(Prochlorococcus)는 80~200 m 사이의 물에 서식하며 색소 비율이 다른 저광도 및 고광도 그룹으로 명명법으로 알려져 있다. 유전체는 상대적으로 작은 게놈을 1.7~2. 4 Mb를 가지고 있는 영양생물이다. 아열대 태평양에서는 종종 염록소 전체의 50%를 차지하기도 하며 엽록소(chlorophyll) Chl a 와Chl b a-carotene, zeaxanthin의 디 비닐 유도체의 정통 안료 조성을 가지고 있으며 독특한 광합성 안료(divinyl chlorophyll)는 해양의 총 광합성 바이오 매스에 대한 기여도를 쉽게 평가할 수 있다2)3).  

관련용어

광합성, 세균

집필

장진수/생물유전자원연구소

감수

김근필/중앙대학교

참고문헌

1. Prieto-Barajar CM, Valencia-Cantero E, Santoyo G. 2018. Microbial mat ecosystems: Structure types, functional diversity, and biotechnological application. EJB Electron. J. Biotechnol. 31, 48-56.
2. Partensky F, Hess WR, Vaulot D. 1999. Prochlorocuccus, a Marine photosynthetic Prokaryot of global significance. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 63, 106-127.
3. Schon A, Fingerhut C, Hess WR. 2002. Conserved and variable domains within divergent RNase P RNA gene sequences of Prochlorococcus strains. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 52, 1383-1389.

동의어

photic layer, 유광층, Photic layer