| 스피커 |
성적 증명서 |
| 앤더슨 메이필드 |
안녕하세요 여러분, 시청해 주셔서 감사합니다. 저는 앤더슨 메이필드이고 NOAA와 마이애미 대학의 조수 과학자입니다. |
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오늘은 제가 지난 20여 년간 산호초의 운명을 예측하기 위해 수행해 온 연구 중 일부에 대해 말씀드리겠습니다. |
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그리고 앞으로 35~40분 동안 많은 자료를 다루려고 하기 때문에 처음부터 자금 지원 기관, 특히 NSF, NOAA에 감사드리고 싶습니다. |
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Living Oceans Foundation. 제가 경력 동안 할 수 있었던 많은 일들은 원격으로 진행되었습니다. |
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비용이 많이 드는 새로운 기술을 사용하는 지역이 있기 때문에 이런 작업을 지원해 준 훌륭한 기관과 협력하게 되어 정말 운이 좋았습니다. |
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사실 저는 산호 생물학의 모든 측면, 특히 기초 세포 생물학에 관심이 있습니다. 세포들이 매일 어떻게 기능하는지에 대해서도 알고 싶고요. 제가 보여드리겠지만, 세포들이 정말 빽빽하게 들어차 있죠. |
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저는 기본적으로 온도와 해양 산성화와 같은 다양한 스트레스 요인으로 산호에 도전하는 수족관 연구를 하는 꽤 긴 임기를 보냈습니다. |
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PCO2 수치. 우리는 미시세계와 중시세계에서 이 연구를 진행했습니다. 우리는 이것을 환경 생리학이라고 부르는데... 오늘 이에 대한 데이터를 보여드리겠습니다. |
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제가 지난 몇 년 동안 정말 관심을 가졌던 부분은 바로 이 프레젠테이션의 핵심인 예측입니다. |
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여기서는 분자 진단을 말하는 겁니다. 산호가 아픈지 어떻게 알 수 있을까요? 보통 산호가 거의 죽어갈 때까지 기다렸다가 진단하죠. 제가 하고 싶은 건... |
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이러한 소급적 진단 방식에서 더욱 적극적인 방식으로 전환합니다. 산호가 병들기 전에 산호 건강의 미묘한 악화를 감지할 수 있을까요? |
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앞으로 수십 년 동안 어떤 것이 가장 성공적이고 어떤 것이 그렇지 않을지 예측할 수 있을까? |
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이것이 제가 매일 하는 일의 핵심이며, 오늘 제가 이야기하려는 내용이기도 합니다. |
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그래서 저는 이미 제 JMP 강연 중 일부를 들어보신 분들께 사과드립니다. 여러분은 많은 반복을 보게 될 것입니다. |
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하지만 저는 기본적으로 산호초 생물학에 대한 이해에 중요한 몇 가지 사항을 모든 사람이 같은 페이지에 포함하도록 하고 싶습니다. |
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제가 왜 그런 식으로 일했는지에 대한 이야기입니다. 산호초가 직면한 몇 가지 문제에 대해 이야기해 보겠습니다. 안타깝게도 현재 산호초 분야에서 일하는 우리 대부분은 |
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산호초가 아름답고 매혹적이기 때문에 연구하는 것뿐만 아니라, 산호초가 너무나 빠른 속도로 죽어가고 있기 때문에 연구하는 것입니다. |
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그럼 산호의 운명을 예측하는 완전히 다르지만 잠재적으로 상호 보완적인 두 가지 접근법에 대해 이야기해 보겠습니다. 그중 하나는 위성 데이터를 통해 지구 기온 추세를 분석하는 것입니다. 대부분의 사람들이 이 방법에 의존하고 있습니다. |
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지금 말씀하시는 것처럼요. 그럼 새로운 데이터에 대해 말씀드리겠습니다. 그리고 JMP를 사용해서 기계에서 바로 분자 분석 데이터를 얻는 것부터 얼마나 빠르게 데이터를 분석할 수 있는지 보여드리겠습니다. |
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세포 기반 접근법을 사용하여 바로 예측을 시작합니다. 즉, 산호 건강에 대한 예측을 위해 지구 온도 패턴을 살펴보는 대신, 실제로는 산호 세포 내부를 들여다보며 이상 징후가 있는지 진단할 수 있는지 확인하고 있습니다. |
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비교적 짧은 시간 안에 너무 많은 내용을 다루려고 하다 보니 자연스럽게 짚고 넘어가게 되네요. 궁금한 점이 있으시면 |
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오늘 보여드릴 모든 데이터는 숨겨진 슬라이드가 있습니다. 제가 JMP에서 만드는 것을 보시면 무슨 일이 일어났는지 이해가 안 되실 수도 있습니다. |
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실제로는 파워포인트 안에 있습니다. 다운로드하시면 세부적인 분석 내용을 단계별로 확인하실 수 있습니다. |
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그렇게 하셔도 됩니다. 하실 수 있어요. 모든 데이터를 오픈 액세스로 공개하고 있으니, 파워포인트도 공개할게요. 이메일 주세요. 여기에 제가 올린 개인 웹사이트도 확인해 보세요. |
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어떤 질문이든 기꺼이 답변해 드리겠습니다. 그리고 이 자료들은 중요하다고 생각합니다. 아직 공개되지는 않았지만, 시간이 되시면 언제든지 편하게 살펴보셔도 됩니다. |
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그래서 대부분의 사람들은 산호초가 무엇인지 대략적으로 알고 있다고 생각합니다. 저는 바로 그 정의를 말씀드리고 싶습니다. 산호초는 탄산칼슘 기반 구조입니다. |
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동물과 식물의 공생으로 만들어졌습니다. 따뜻한 물을 좋아하죠. 하지만 곧 보시겠지만, 너무 따뜻하면 안 됩니다. |
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이들은 적도와 열대 지방에 가까운 경향이 있으며, 어류와 무척추동물 등 생물 다양성이 매우 높습니다. 이 사진에서 보시다시피, |
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작은 생물들이 숨을 곳이 아주 많습니다. 이는 상업적으로 중요한 어업의 중요한 산란장이자 말 그대로 해안선을 완충하는 역할을 한다는 것을 의미합니다. |
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... 폭풍과 파도로 인한 해안선 피해는 인간에게 여러 생태계 서비스를 제공합니다. 솔직히 말해서, 제가 산호초를 연구한 이유는 그게 아닙니다. 제가 산호초를 연구하는 이유는 |
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정말 아름다워요. 저는 스쿠버 다이빙을 정말 좋아해요. 그리고 저는 산호초의 골격을 형성하는 유기체들이 그 자체로 정말 매력적이라고 생각해요. 그래서 산호초 산호도 마찬가지고요. |
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사실 산호초는 단순한 동물이 아닙니다. 조직의 약 절반에 식물 세포, 특히 와편모조류가 존재합니다. |
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여기 보여드린 이 와편모조류, 혀를 꼬이게 하는 과명인 심비오디니아과(Symbiodiniaceae)는 광합성을 활발하게 합니다. 식물처럼 햇빛에서 탄소를 고정하고, 고정한 탄소를 숙주로 이동시킵니다. |
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네. 산호는 먹이를 먹을 수 있습니다. 모든 자포동물이 가지고 있는 자포세포라는 특수한 침세포가 있습니다. |
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하지만 솔직히 말해서 그들은 대부분의 영양분을 내생공생체에 의존합니다. 내생공생체도 |
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뭔가, 산호에서 나오는 노폐물을 신진대사에 쓰고, 은신처를 얻는 거죠. 정말 복잡한 과정이에요. |
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50년 이상 상호주의적 연합에 대한 연구가 진행되어 왔지만, 아직도 우리가 이해하지 못하는 주요 측면이 많이 있습니다. |
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사실 이 강연에서 알아야 할 사실은 산호가 생리학적으로 약 2/3가 동물이고 1/3가 식물이라는 것입니다. |
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생리학자의 관점입니다. 기본적으로 생리학적 모순이죠. 와편모조류와의 상호 공생을 통해 광합성을 할 수 있는 동물이라는 의미입니다. |
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산호의 건강을 이해하려면 산호 자체뿐만 아니라 산호의 와편모조류 내공생체에도 초점을 맞춰야 합니다. 그리고 실제로는 그 이상입니다. |
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산호는 우리가 미생물군집이라고 부르는 작은 생태계를 가지고 있습니다. 산호 골격 위, 내부, 심지어 내부에도 수많은 박테리아, 바이러스, 곰팡이가 서식하고 있습니다. |
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오늘은 와편모조류와 산호 숙주에 대해서만 이야기할 것입니다. 하지만 전체적인 이해를 원한다면, 우리가 '홀로비온트'라고 부르는 것 전체를 고려해야 한다는 것만 말씀드리겠습니다. 홀로비온트는 숙주와 공생체의 혼합체입니다. |
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아마 여러분 대부분이 이미 알고 계시는 내용일 겁니다. 산호초에는 전 세계적으로 수많은 위협이 존재합니다. 해안 개발로 인한 해수 오염, 그리고 남획 등도 있습니다. |
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플로리다에서는 특히 질병에 대해 우려하고 있습니다. 현재 플로리다 산호초를 휩쓸고 있는 돌산호 조직 손실병이라는 질병이 있습니다. |
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하지만 전 세계적으로 볼 때, 제가 감히 말씀드리고 싶은 것은 대부분의 산호 생물학자들이 산호초에 가장 큰 위협으로 꼽는 것은 바로 기후 변화입니다. 그 이유는 |
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이 산호들은 기본적으로 이미 열 내성의 상한선 근처에서 살고 있습니다. 온도를 조금 더 높이면 |
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그들이 감당할 수 있는 것보다 더 많은 것을 흡수하면 표백될 겁니다. 그러니까 이 사진에서 보시는 게 바로 그것입니다. 즉, 와편모조류를 잃었다는 뜻입니다. |
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그들은 그것들을 배출했거나 소화시켰을 겁니다. 와편모조류는 산호에 아직 남아 있을지 모르지만, 그들은 그 존재를 잃었습니다. |
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이 산호는 더 이상 광합성을 할 수 없게 되었는데, 이는 산호가 스스로 영양을 섭취할 수 없다는 것을 의미합니다. |
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만약 그들이 공생체를 빠르게 재획득하지 못하거나, 혹은 그들을 지나쳐가는 음식이 풍부한 바닷물을 얻지 못한다면, 그들은 굶어 죽게 될 것입니다. |
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따라서 보통 일년 중 가장 높은 평균 기온보다 섭씨 1도 정도 높아지면 표백 현상이 나타납니다. |
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이건 수십 년 전부터 알려져 온 사실입니다. NOAA가 약 20년 전에 시작한 프로그램이 바로 "산호초 감시(Coral Reef Watch)"입니다. 정말 좋은 웹사이트죠. 한번 방문해 보시는 걸 추천합니다. 아주 간단한 아이디어에서 시작됐죠. 산호를 평소보다 더 뜨거운 물에 노출시키는 겁니다. |
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장기간 지속되면 전반적으로 좋지 않습니다. 이런 현상을 '도수 가열 주간'이라고 하는데, 제가 설명해 드리겠습니다. |
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이건... 저해상도 그림이라 죄송합니다만, 웹사이트에 있는 교육용 그림입니다. 중요한 그림이니 한번 살펴보시죠. |
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왼쪽 y축에는 SST가 있는데, 이는 해수면 온도를 의미하는데, 위성에서 추정한 온도 데이터입니다. |
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오른쪽에는 기온 상승 주간이 있는데, 이는 기본적으로 정상보다 높은 섭씨 온도에 시간을 곱한 적분값입니다. 따라서 이 경우, 약 29도 지점의 파란색 해칭 선은 연중 가장 더운 달의 평균 기온이며, 이 경우 아마도 |
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여름이겠죠. |
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따라서 이 월 평균보다 1도 높은 지점에서 스트레스가 누적되기 시작합니다. 즉, 29 더하기 1은 30이 됩니다. |
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따라서 이 산호들이 30도 이상에서 보내는 시간은 이 예가 팔미라 환초에서 나온 것입니다. |
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섭씨 1도 이상 상승하는 주간이 누적되는 시점입니다. 즉, 4주 동안 월평균 최고 기온보다 섭씨 1도 이상 높았다면, 섭씨 4주가 되는 것입니다. |
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월평균 최고 기온보다 섭씨 2도 높았으니, 이 경우 31도, 2주 동안 섭씨 4도의 더위가 지속된 셈입니다. 그러니까 이건... |
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그들의 기본 가설은 평균 월 최고 기온보다 2도 높은 기온이 2주 동안 지속되면 같은 표백 종말점이 나타날 것이라는 것입니다. |
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4주 동안 한 학위를 받는 것과 같습니다. 생리학자의 관점에서는 몇 가지 문제가 있을 수 있지만, 전반적으로는 꽤 좋다고 생각합니다. |
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측정 기준입니다. 그리고 그들의 기본 벤치마크는, 4도 이상의 기온이 4~8주 동안 지속되면 표백 현상이 나타나기 시작할 가능성이 높습니다. |
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그래서, |
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웹사이트에 과거 데이터를 보여주는 멋진 GIF들이 꽤 있어요. 최근 3~4개월치 데이터를 보여주는 거죠. |
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카리브해를 보면, 기본적으로 빨간색으로 보이는 곳은 4주에서 8주 동안 기온이 계속 상승하는 시기입니다. 이 지역에서는 표백화가 실제로 일어날 것으로 예측하고 있습니다. |
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그들은 그렇게 하지 않습니다...NOAA 자체도 실제로 실제 사실을 확인하지 않습니다. |
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그들은 개인이 이메일이나 전화로 "이 특정 암초에 대한 당신의 예측이 틀렸어요"라고 말하기를 기대합니다. |
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아니면 이게 옳았을 수도 있어요." 제 생각에는, 아시다시피, 요즘 우리 중 많은 사람들이 집에 앉아 있어요. 다이빙을 할 수가 없거든요. |
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이런 종류의 실리코 과학은, 아시다시피, 어쩌면 우리가 할 수 있는 최선일지도 몰라요. 그리고 이번 여름은 그저 기온이 어떻게 변하는지 지켜보면서 산호가 폭풍을 견뎌낼 수 있기를 바라는 것뿐이에요. |
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그리고 산호 건강을 살펴보는 데에는 완전히 다른 예측적 접근 방식이 있다고 말하고 싶습니다. |
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그리고 이것은 실제로 살펴보는 것이 아닙니다... 그래서 산호초 감시는 1년 이내에 표백화의 진행 상황을 보여줍니다. |
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한 해 중 가장 더운 시기에 걸쳐 있습니다. 그리고 실제로는 4개월 후까지 연장됩니다. 그래서 그들의 알고리즘은 |
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날씨와 마찬가지로 앞으로 4개월 동안 산호초에서 무슨 일이 일어날지 예측할 수 있습니다. 이 모델은 일종의 |
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NOAA의 Coral Watch와 IBCC 기후 변화 생산을 기반으로 한 일부 UN 모델의 조합...예측, |
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조금 다른 것을 보고 있는 겁니다. 즉, 여기서는 세포 내부의 온도를 보는 대신, 실제로 매년 심각한 백화 현상이 시작되는 1년을 보고 있는 겁니다. |
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그게 무슨 뜻인가요? 올해는 기온 기록을 바탕으로 예측한 해이고, 몇 주 동안 기온이 오르면 표백 현상이 시작될 거라고 합니다. |
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매년. 그리고 그게 무서운 건 산호가 1년 동안 백화되면 |
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예를 들어, 더운 여름철에 산호 몇 마리가 죽는 것을 볼 수도 있지만, 산호는 회복될 것입니다. 어떤 산호는 적응할 것이고, 심지어 적응하는 모습도 볼 수 있을 것입니다. |
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몇 년 동안 표백화가 반복되고, 사실상 아무런 휴식도 없이 진행되기 시작하면 산호가, 산호초가 심각하게 훼손되기 시작합니다. 이게 얼마나 무서운지 아시겠죠? 규모를 보면, |
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2015년, 그건 이미 지난 일이죠. 산호초가 있는데 (여기는 남부 플로리다 지도입니다), 이 픽셀 전체가 이미 백화될 것으로 예측되는 산호초가 있는데, 그 크기는 약 25x25km 정도입니다. 매년 백화되고 있는 거죠. |
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그래서 제가 관심 있는 건 생리학자입니다. 제가 하고 싶은 건... 이 모델들을 반박하고 싶지는 않지만, 제가 하고 싶은 건 |
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이 25x25km 크기의 정사각형을 하나하나 자세히 살펴보겠습니다. 왜냐하면 이것들이 지구 규모의 모형이라는 것을 알고 있기 때문입니다. |
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이 픽셀 속의 모든 산호가 백화될 거라는 걸 알고 있습니다. 우리는 이질성이 존재할 거라는 걸 알고 있습니다. 더 강한 종이 존재할 거라는 것도 알고 있습니다. 심지어 종 안에서도 더 강한 유전형이 존재할 겁니다. |
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이것이 저와 같은 사람들이 관심을 갖는 것입니다. 우리는 이러한 모델의 공간적 해상도를 개선할 수 있습니까? 그리고 아마도 시간적 해상도도 다음과 같은 요인을 고려하여 개선할 수 있습니까? |
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산호 자체의 데이터인가요? 이건 온도만 보는 거예요. 이걸 실제 산호의 건강 상태와 어떻게 통합할 수 있을까요? 그래서 제가 NOAA에 오기 전에, |
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1년 반 전에 플로리다 키스 상류 지역에서 정말 훌륭한 일들이 많이 있었는데, 저에게는 정말 좋은 일이죠. 저희는 이미 |
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산호초에 대해, 우리는 지난 20~30년 동안 그들의 해양학, 생태학에 대해 모든 것을 알고 있습니다. 저처럼 산호초에 대해 알고 싶은 사람들에게는 |
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샘플을 채취하고, 분석하고, 예측하는 등 정말 훌륭한 설정입니다. 그래서 저는 특히 네 개의 사이트에 대해 이야기해 보려고 합니다. 치카 록스(Cheeca Rocks)에 대해서만 이야기하겠지만, 바로 여기서 보여드리고 싶은 것은 |
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더 록스와 치카 록스는 저희가 선호하는 해안 암초 지역입니다. 리틀 콘치와 크로커 리프는 해안에서 멀리 떨어져 있지만, 사실 이보다 더 많은 곳이 있습니다. |
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하지만 우리는 지난 20~30년간의 방대한 데이터 세트를 통해 이러한 해안 암초가 더 회복력이 강하다는 것을 알고 있습니다. |
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산호는 더 강하고, 산호는 더 높은 곳에 위치하며, 질병과 고온에 더 잘 견딥니다. 이는 스트레스로 인해 산호가 단단해졌기 때문입니다. |
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이런 환경은 정말 최악이에요. 그래서 모순이죠. 그들은 더러운 환경에서 살고 있어요. |
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산호가 사는 탁한 물... 산호가 일반적으로 잘 자라지 않는 영양분이 풍부한 물이지만, 산호는 이미 그곳에 적응했거나 어쩌면 적응했을지도 모릅니다. 그래서 앞으로 닥칠 스트레스 요인에 더 잘 견딜 수 있게 된 거죠. 그래서 |
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휴가를 보내고 싶은 곳이 해안 암초일 수도 있지만, 물속은 아름다운 카리브해의 모습을 하고 있습니다. |
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하지만 산호는 오른쪽에 보이는 것처럼 보입니다. 작은 산호 조각일 뿐입니다. 대부분은 백화 현상과 질병으로 죽어 버렸습니다. 해안 암초에서는 아직도 이 큰 산호들을 볼 수 있습니다. |
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거대한 산호 군락. 여기 보이는 이 종은 오르비셀라 파베올라타(Orbicella faveolata)인데, 제가 이 강연에서 소개할 종입니다. |
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특히 치카 록스(Cheeca Rocks)에서는 정말 멋진 사진을 찍을 수 있습니다. NOAA 웹사이트, 특히 이 웹사이트의 국립 해양 보호구역에서는 가상 다이빙을 할 수 있습니다. |
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따라서 Cheeco Rocks의 온도 데이터를 살펴보고 앞서 말씀드린 몇 주간의 기온 상승에 대한 맥락에서 고려해 보겠습니다. |
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NOAA의 산호 감시 예측입니다. 사실 이건 Graph Builder에서 만든 거예요. 나중에 JMP로 갈 때는 실제로 |
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16의 베타 버전입니다. 하지만 JMP 15 사용자가 이미 사용할 수 없는 도구는 소개하지 않을 것입니다. |
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아주 기본적인 내용입니다. 따라서 이번 강연에서 보여드릴 내용은 JMP 16에만 국한되지 않습니다. |
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여기서는 Graph Builder를 사용합니다. 제가 한 것은 NOAA의 산호 감시 그래프를 흉내 내어 Cheeca Rocks에만 집중해 보려고 했습니다. 왼쪽 y축에는 해수면 온도가 있고, |
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오른쪽은 주간 기온 상승률입니다. 치카 록스의 평균 기온은 7월과 8월에 가장 높습니다. 31도인데, 산호초치고는 이미 정말 더운 날씨입니다. |
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UN NOAA 권장 사항인 월 평균 최고 기온에 1을 더하면 32도가 됩니다. 따라서 산호가 스트레스를 받기 시작할 것으로 예상됩니다. |
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32도 이상. 온도가 32도를 넘었던 시간을 기준으로 난방 주간 온도를 계산할 수 있습니다. 하지만 실제로는 너무 덥다는 것을 알고 있습니다. 만약 |
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32도를 기준으로 주간 난방량을 측정했다면 주간 난방량이 4도에 도달할 수 없을 것입니다. 여기서 가장 아래쪽에 있는 빨간색 선이 그 기준입니다. |
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대신, 이 플롯에서 제가 한 일은 JMP에서 난방 주간 계산을 31.3으로 재설정한 것입니다. |
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우리의 백화 임계치와 같은 거죠. 이런 곳에 자주 가니까 32도는 너무 높다는 걸 알고 있어요. 이 산호들이 31.3도를 넘으면 |
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4주에서 8주 정도 지나면 표백되기 시작합니다. 그러니까 NOAA 산호 감시 모델이 나쁘다는 건 아니고, 특정 지역에서만 그런 것일 뿐이고, 현장 관찰을 통해 약간 수정이 필요할 수도 있다는 거죠. |
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그래서 이건 실제로 치카 록스를 자세히 연구해 온 몇 년을 살펴보는 겁니다. 보시다시피, 2014년과 2015년에 처음으로 표백화가 관찰되기 시작했고, 그 해의 기온 상승 주 수는 31.3도였습니다. |
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임계값인 빨간색 실선이 10을 넘었는데, 이는 매우 높은 수치입니다. |
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그러니까 그 해에 백화 현상이 나타날 거라고 확실히 예상할 수 있을 겁니다. 이상 현상은 2016년입니다. 2016년은 그래프에서 잘 보이지 않지만, 그래프 맨 위, 가장 위에 있는 붉은색을 보실 수 있습니다. |
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기둥은 거의 섭씨 9도에서 10도 사이의 더위 주간 기온 범위에 있습니다. 그 해에 산호초가 표백되었어야 했는데 그렇지 않았습니다. |
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그러니까 적응이었을 수도 있고, 일반적인 회복이었을 수도 있지만, 그게 변칙적인 해입니다. 2017년은 8주 동안 기온이 상승했음에도 불구하고 좀 더 시원한 해였고, 산호초는 표백되지 않았습니다. 하지만 2018년, 2019년에는 표백 현상이 나타났습니다. |
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그리고 오늘 아침에 이것을 2020년으로 확대하여 업데이트했는데 슬프게도 몇 주 전에 이 프레젠테이션을 처음 했을 때, |
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아시다시피, 표백화 위협은 없었지만, 지난 몇 주 동안 기온이 31.3도 이상으로 올라가면서 빨간색 막대가 4도 위로 올라가는 것을 볼 수 있습니다. 불행히도 올해도 표백화가 계속될 가능성이 큽니다. |
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그래서 우리는... 산호를 다루는 데 있어서 좋은 점은 산호가 고정되어 있어서 유생일 때를 제외하고는 움직이지 않는다는 것입니다. 그래서 이런 장소들 안에서는, |
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우리는 표백을 볼 수 있을 뿐만 아니라 |
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매년, 매년, 우리는 태그가 달린 군체를 가지고 있습니다. 우리는 다른 시기에 샘플을 채취하여 온도 변화에 따라 그들의 생리가 어떻게 변하는지 볼 수 있습니다. |
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그리고 실제로 우리는 사치를 부릴 수 있습니다. 매년 표백과 관련해 어떤 일이 일어났는지 알고 있기 때문에, 사후 분석을 할 수 있습니다. 예를 들어, 3월에 샘플을 채취했는데, |
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8월에 산호가 표백된 것 같던데. 아까 했던 생검 결과를 살펴보고 스트레스를 감지할 수 있는지 확인해 볼 수도 있을 것 같아요. |
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제가 정말로 하고 싶은 것은 표백 과정의 타임라인을 보는 것이 아니라 Coral Watch가 그 일을 충분히 잘하고 있다고 생각하기 때문입니다. |
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여름에는 표백 현상이 더 심해질 거예요. 개선할 방법이 없을 것 같아요. 타이밍을 좀 더 맞춰주시면 좋겠어요. 제가 정말 알고 싶은 건, |
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이 특정 사례에서 왜 부분적으로 표백된 것(PB), 표백된 것(BL), 또는 NB(표백되지 않은 것)가 보이나요? 왜 보이나요? |
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이 이질성? 오른쪽 하단을 보면 창백한 군체를 볼 수 있다는 점을 제외하면 그다지 눈에 띄지 않습니다. 창백하지 않은 군체도 보입니다. |
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어떤 산호는 왜 다른 산호보다 강한 걸까요? 이러한 군집의 정보를 활용하여 스트레스를 받은 군집의 특징, 즉 단백질체학적 특징이나 분자적 특징을 만들어내는 실험을 할 수 있을까요? |
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탄력적인 것과는 대조적으로요. 제 생각에는 이게 더 유용할 것 같아요. |
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...어떤 산호가 먼저 백화될지, 아니면 두 번째로 백화될지 미리 알 수 있습니다. 하지만 제 경험을 바탕으로 알 수 있을지도 모릅니다. |
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생체 검사를 통해 분자 분석과 그 결과로 나온 예측 모델을 토대로, 이 산호는 이쪽 산호의 표백에 더 잘 저항할 수 있을 것으로 예측합니다. |
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그게 제 목표예요. 하와이에서 박사 과정을 밟을 때부터 이 문제를 해결하려고 노력해 왔어요. |
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주로 유전자 발현에 관한 연구를 하고 있는데, 스트레스에 더 취약한 산호에서 발현을 급증시키는 유전자를 찾을 수 있을지 알아보는 것입니다. |
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그리고 어쩌면 회복력이 강한 산호에서는 전혀 사용되지 않을 수도 있고, 그 반대일 수도 있습니다. 어쩌면 내한성 산호에서만 사용되는 유전자가 있을지도 모릅니다. 이런 것들은 우리가 측정할 수 있는 것들입니다. |
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나중에 유전자 발현과 단백질 농도 사이에는 실제로 상관관계가 없다는 것을 알게 되었습니다. |
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산호에서요. 네, 유전자 데이터를 바이오마커 분석에 계속 사용할 수 있습니다. 유전자 발현 데이터는 산호 건강 상태 예측에 여전히 매우 유용할 수 있습니다. |
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하지만 세포 내에서 동시에 무슨 일이 일어나는지 알고 싶다면, 즉 세포 행동을 알고 싶다면 실제로 단백질을 살펴봐야 합니다. |
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유전자 발현 수준에서 단백질 수준을 분리하는 이유는 산호의 R 제곱이 사실상 0이고, 산호의 공생체도 사실상 0이기 때문입니다. 그래서 저는 약 2~3년 전에 프로테오믹스 연구에 극적인 변화를 주었습니다. |
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그래서 오늘 제가 처음 이 초록을 썼을 때 여러분께 보여드리고 싶었던 것은 다음과 같습니다. |
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태그가 지정된 콜로니의 현장 데이터를 통해 단백질 특징이 시간 경과에 따라 어떻게 변화하는지 보여줌 |
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스트레스에 취약하고 회복력이 강한 산호를 위해서요. 그리고 저희 연구실이 다시 문을 열면 제가 가장 먼저 할 일이 바로 그것입니다. 안타깝게도 |
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코로나 때문에 지금은 실험실 작업을 할 수 없습니다. 현장 작업도 사실상 금지되어 있죠. 그래서 대신 제가 아직 유용하다고 생각하는 실험 데이터를 보여드리겠습니다. |
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이런 질문들에 답하는 데 도움이 될 겁니다. 자, 기본적으로 우리가 가장 좋아하는 산호, 오르비셀라 파베올라타가 여기 있습니다. |
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이건 플로리다 키스 상류에서 온 희미한 사진입니다. 앞서 보여드린 네 곳의 현장을 촬영한 사진입니다. |
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간단한 실험을 했습니다. 30도의 통제된 온도와 33도의 매우 높은 온도에서 5일 동안 연구를 진행했습니다. 이 실험들은 빨간색으로 표시될 것입니다. |
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그림에서, 아니면 매우 높은 온도를 의미하는 V로 표시했을 수도 있습니다. 그리고 나서 동일한 대조 온도에서 31일 동안 노출하는 좀 더 현실적인 연구를 진행했습니다. 하지만 환경적으로 더 중요한 고온인 32°C에 노출하는 것이었습니다. |
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32라는 숫자는 대부분의 산호가 장기간 32에 노출되는 것을 견딜 수 없는 지역에 들어간다는 것을 기억하세요. |
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그래서 제가 한 일은... 글쎄요, 제가 하고 싶었던 일은 산호의 세포를 조사해서 표백되는 산호에서만 발견되는 단백질이 있는지 확인하는 것이었습니다. |
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적응력이 강한 동물에서만 발견되는 것도 있나요? |
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그래서 저는 산탄총 단백질체학 접근법을 택했습니다. 그냥 질량 분석법으로 샘플에 있는 모든 단백질을 시퀀싱했다는 뜻이죠. |
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분자 분석과 질량 분석기의 세부적인 내용을 살펴보면 사실 전혀 간단하지 않습니다. 오늘은 그 부분에 대해서는 다루지 않겠지만, 우리가 이 방법을 사용한다는 점만 말씀드리고 싶습니다. |
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Thermo Fisher 질량 분석기인 Q Exactive는 역사상 가장 뛰어난 분석 장비 중 하나입니다. 놀라운 성능과 감도를 자랑합니다. |
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하지만 산호를 대상으로 이런 유형의 분석을 할 때는 산호 단백질과 와편모조류 단백질을 함께 얻는다는 점을 다시 한번 강조하고 싶습니다. 두 가지 모두를 살펴보는 것이 매우 중요합니다. 아마도... |
