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북방코끼리물범은 수천 파운드에 달하는 체중을 가지며, 오징어, 물고기 및 기타 먹이를 사냥할 때 빠르게 체중을 늘린다. 이들은 캘리포니아 해안에서 바다의 이른바 "황혼대(twilight zone)"(수심 200~1,000m)에서 먹이를 찾는데, 이곳은 햇빛이 닿지 않는 심해 지역이다. 황혼대에는 전 세계 어류의 대부분이 서식하지만, 이를 대규모로 평가하는 것은 어렵다.

그러나 코끼리물범이 이에 도움을 줄 수 있다. 과학자들은 북방코끼리물범이 먹이가 풍부할 때 상당한 체중을 증가시키는 반면, 먹이가 부족할 때는 체중 증가가 미미하다는 사실을 발견했다.

과학 저널 사이언스(Science)에 게재된 새로운 연구 논문에서는 북방코끼리물범을 "생태계 감시 종(ecosystem sentinel)"으로 인정하며, 이들이 어업 선단, 어업 관리 당국, 기타 이해관계자들에게 해양 변화의 원인과 과정에 대한 정보를 낮은 비용으로 제공할 수 있는 고가치 정보원 역할을 한다고 밝혔다. 이번 연구는 지난해 발표된 두 개의 연구 논문을 바탕으로 진행되었으며, 이는 어떤 종이 환경 변화에 신속하게 반응하여 감시 종으로 적절한지 확인하는 데 도움을 주었다. 또한 서부 해안 경제와 환경에 영향을 미치는 의사결정을 돕기 위해 감시 종을 조합하는 방법을 연구했다.

이 연구는 상업 및 레크리에이션 어업에 영향을 미치는 해양 변화를 추적하고 예측하는 NOAA Fisheries의 임무를 지원한다. 이러한 통찰력은 어업 관리 당국이 조업 시즌과 어획량에 대한 보다 시기적절하고 정확한 결정을 내리는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 해양 감시 종은 연구선을 이용하는 것보다 더 빠르고 비용 효율적으로 데이터를 수집하는 데 기여할 수 있다.

이 연구를 주도한 University of California Santa Cruz의 Roxanne Beltran 박사와 연구진은 캘리포니아 해안에서 급증하고 있는 북방코끼리물범 개체군에 대한 40년간의 데이터를 분석했다. 연구진은 이러한 데이터를 해양 변화 기록과 비교한 결과, 어미 코끼리물범이 섭취하는 먹이량의 작은 차이가 몸무게와 새끼 생존율에 큰 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 이들은 이 연관성이 매우 강력하여 과거 50년 동안 황혼대 먹이의 풍부함을 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 2년간의 변화를 예측하는 데도 활용할 수 있음을 확인했다.

NOAA Fisheries의 Southwest Fisheries Science Center 소속 연구원 Elliott Hazen은 "이상적인 세계에서는 캘리포니아 해류 전역의 식물플랑크톤과 동물플랑크톤의 분포를 매일 지도화할 수 있겠지만, 이는 현실적으로 불가능합니다."라고 말했다. Hazen은 2019년 논문에서 해양 최상위 포식자가 효과적인 생태계 감시 종이 될 수 있다고 제안한 바 있다. 그는 "우리는 실시간으로 생태계가 다양한 변화에 어떻게 반응하는지 볼 수 없기 때문에, 북방코끼리물범과 같은 포식자들을 통해 생태계 전반의 흐름을 파악합니다. 그들이 살이 쪘는가, 아니면 말랐는가? 이 정보는 먹이의 풍부함을 나타내며, 결국 생태계 건강의 지표가 됩니다."라고 설명했다.

< 서부 해안의 해양 건강 지표 >

NOAA Fisheries의 과학자들은 오랫동안 캘리포니아의 풍부한 해안 생태계에서 다양한 종을 해양 상태와 건강의 지표로 활용해 왔다. 예를 들어, 캘리포니아 해류 통합 생태계 평가(California Current Integrated Ecosystem Assessment)에서는 해안의 여러 지점에서 크릴 새우의 크기를 보고한다. 크릴 새우는 해양 생산성을 나타내는 지표 역할을 하는데, 이는 크릴 새우가 섭취하는 미세 해양 생물이 풍부할수록 더 크게 성장하기 때문이다.

생태계 감시 종은 이러한 관계를 한층 발전시킨다. 단순히 해양 변화의 지표 역할을 하는 것뿐만 아니라, 과거와 미래의 변화를 재구성하는 데에도 활용된다. 이를 통해 NOAA Fisheries와 주 어업 관리 당국은 어업 시즌 동안 얼마나 많은 어획량이 가능한지를 예측할 수 있다. 또한, 이는 어업 선단이 상업 어종의 이동 패턴을 파악하고 보다 수익성이 높은 어장을 찾는 데에도 도움을 줄 수 있다.

2024년 Hazen이 주도한 연구 논문에서는 최적의 감시 종이란 환경 변화에 신속하게 반응하며, 관찰이 비교적 용이한 종임을 강조했다. 즉, 이러한 종은 정기적으로 샘플링하거나 측정할 수 있어야 한다. 감시 종의 활용은 캘리포니아 해류의 높은 생산성에 의존하는 연안 경제에 미치는 영향을 저비용으로 추적할 수 있는 효과적인 방법을 제공한다.

“생태계 감시 종을 활용하면 생태계의 변동성과 환경 변화에 신속하게 대응하고 적응할 수 있습니다. 이는 감시 종이 관찰하기 쉬운 경우가 많고, 또한 생태계 교란의 선행 지표로 작용할 수 있기 때문입니다.”라고 Hazen의 연구팀이 논문에 기술했다. 그들은 NOAA가 서부 해안에서 유사한 지표 종을 활용하는 방식을 설명했는데, 이 지표 종에는 연어의 생존율과 생산성과 연관된 일부 동물성 플랑크톤도 포함된다. NOAA의 통합 생태계 평가(Integrated Ecosystem Assessment) 프로그램의 일환으로, 이러한 지표 종들은 어업 선단뿐만 아니라 주(州), 부족, 연방 어업 관리 당국에도 귀중한 정보를 제공하고 있다.

북방코끼리물범은 Santa Cruz 북쪽의 캘리포니아 해안에서 번식하지만, 먹이를 찾기 위해 정기적으로 심해 황혼대로 이동한다. 이들의 먹이 사냥 성공 여부는 체중 증가로 이어지며, 이는 해당 해역에서 먹이의 풍부함을 측정하는 효과적인 방법이 된다. 이는 NOAA 연구선이 다양한 수심에서 어종과 생물량을 샘플링하여 어업 조사를 수행하는 방식과 유사하다.

< 훌륭한 감시 종이 되는 포식자 >

또 다른 연구 검토에서는 해양 포식자가 감시 종으로 적합한 이유를 강조했다. 포식자의 생존은 그들에게 먹이를 제공하는 먹이그물의 건강에 달려 있으며, 일반적으로 건강한 포식자는 건강한 생태계를 반영하기 때문이다.

과학자들은 372건의 사례 연구를 분석하여, 감시 종으로 적합한 생물의 특성을 확인했다. 예를 들어, 좋은 감시 종은 서식지 변화에 신속하게 반응하는 경향이 있다. 연구자들은 이러한 종과 해양 변화 사이의 상관관계를 추가로 분석하여, 관리 계획에 영향을 미칠 수 있는 미래의 변화를 예측할 수 있다.

"우리는 감시 종을 관리 계획에 포함하면 환경 및 생태계 변화에 민감한 감시 종의 특성을 활용해 신속하고 유연한 관리를 가능하게 할 것이라고 주장합니다."라고 연구진은 밝혔다. "예를 들어, 샌프란시스코 만에서 태평양 청어(Pacific herring) 어업을 위한 생태계 기반 관리 계획은 연어, 고래, 바다오리(murres), 바다사자와 같은 청어의 감시 포식자와, 이 포식자들의 대체 감시 먹이인 멸치, 오징어, 크릴 새우의 데이터를 활용하여 어획 할당량 조정 방안을 제안했습니다.“

< EcoCast: 어업과 생태계 보호의 균형 유지 >

NOAA Fisheries의 Southwest Fisheries Science Center 과학자들은 EcoCast와 같은 도구에 지표 종을 적용하여 어업 선단에 유용한 정보를 제공하고 있다.

"EcoCast는 일종의 기상 예보와 같습니다."라고 연구진은 설명한다. "하지만 사람들이 비가 올 때 우산을 챙길지 결정하는 것이 아니라, 어부들이 어디에서 조업할지를 결정하는 데 도움을 줍니다."

EcoCast는 매일 가죽등거북(leatherback turtle), 캘리포니아 바다사자, 푸른상어(blue shark)와 같은 종이 어디에 분포할 가능성이 높은지를 지도화한다. 이러한 위치 정보는 위성 태그를 이용한 개체 추적 데이터를 기반으로 하며, 이들이 먹이를 찾기에 적합한 해양 환경을 선호하는 경향을 반영한다. 이러한 실시간에 가까운 정보는 상업 어업 선단이 황새치 등의 목표 어종을 보다 효율적으로 잡을 수 있도록 돕는 한편, 바다거북 혼획이나 바다사자와의 얽힘을 피하는 데도 기여한다.

생태계 감시 종 역시 이와 유사한 도구로 활용될 수 있다. 이들은 보호 종이 어디에서, 언제 높은 밀도로 나타날지를 예측할 수 있으며, 이를 통해 인간과 야생 동물 간의 충돌 가능성을 사전에 파악할 수 있다.

"보호 종의 예상치 못한 이동 패턴 변화는 인간과 야생동물의 충돌을 초래할 수 있습니다."라고 Hazen은 설명한다. "이러한 변화를 미리 예측할 수 있다면, 생태계와 상업 어업 모두에 더욱 긍정적인 결과를 가져올 수 있을 것입니다.“

[출처] NOAA Fisheries 2025/03/13

[원문]

https://www.fisheries.noaa.gov/feature-story/krill-elephant-seals-sentinel-species-detect-hidden-ocean-shifts-forecast-change