화학합성 세균과 고세균이 심해 생태계에서 담당하는 역할과 주요 대사 경로는 무엇인가요?
심해생태계에는 다양한 세균이 살고 있는데요 그렇다면 화학합성 세균과 그리고 심해에 존재하는 고세균들이 담당하는 역할 그리고 주요 대사경로는 무엇일까요
심해 생태계에서 화학합성 세균과 고세균은 무기 화합물을 이용해 유기물을 생산합니다.
이는 심해 생태계의 기초 생산자 역할을 담당하는 것이죠. 이런 세균들은 황화수소나 메탄, 암모니아와 같은 무기물을 에너지원으로 사용하며, 특히 열수 분출공이나 냉수 용출 지역에서 중요한 역할을 맡고 있습니다.
다시 말해 화학합성 세균은 심해의 일차 생산자로서, 광합성 생물이 없는 환경에서 생태계의 먹이사슬을 유지하는 핵심적인 역할을 하는 것입니다. 이 세균들은 특정 무기물을 산화시켜 얻는 에너지로 이산화탄소를 유기물로 전환합니다.
그리고 고세균은 극한 환경에서 서식하는 원핵생물로, 심해에서는 특히 중요한 역할을 하는데, 세균과 유사하게 일차 생산자 역할을 하기도 하지만, 고유한 대사 경로를 통해 질소나 탄소의 물질 순환에도 중요한 역할을 합니다.
심해 생태계에서 화학합성 세균과 고세균은 빛이 없는 환경에서 무기물을 이용하여 유기물을 합성하는 화학합성을 통해 일차 생산자 역할을 담당합니다. 이들은 열수 분출공에서 나오는 황화수소, 메탄, 철 이온 등을 산화시켜 에너지를 얻고, 이 에너지를 이용해 이산화탄소를 유기물로 전환하며 심해 생태계의 먹이사슬을 지탱합니다. 이들의 주요 대사 경로는 황화수소, 메탄, 암모니아 등의 산화를 통한 화학합성이며, 이러한 대사는 극한 환경에 적응한 생명 유지의 필수적인 과정입니다.
안녕하세요.
네, 질문해주신 심해 생태계는 빛이 닿지 않는 곳이 많기 때문에 광합성이 불가능하고, 그 대신 화학합성 세균(chemosynthetic bacteria) 과 고세균(archaea) 이 1차 생산자의 역할을 담당하는데요, 심해 열수 분출공(hydrothermal vent)이나 한랭 용출대(cold seep) 같은 곳에서 무기물(황화수소, 메탄, 철, 암모니아 등)을 산화해 에너지를 얻는데 이 에너지로 CO₂를 환원시켜 유기물을 합성하며 심해 생태계의 먹이사슬 기반(기초 생산자) 역할을 하게 됩니다. 또한 대형 생물(심해조개, 관벌레 등)과 공생하기도 합니다. 주요 대사 경로로는 황이나 철, 메탄 등을 산화하는 경로이며 이들이 ATP를 만들어 Calvin-Benson cycle 이나 Reverse TCA cycle 같은 고정 경로로 CO₂를 유기탄소로 전환합니다. 이러한 환경에서 고세균은 극한 환경(고온, 고염, 무산소 심해)에서도 생존할 수 있으며 심해에서 특히 메탄 생성(methanogenesis) 과 암모니아 산화(ammonia oxidation) 의 핵심적인 역할을 하는데요, 따라서 심해의 탄소 순환 및 질소 순환에 기여하게 됩니다. 따라서 이 두 그룹이 없으면, 심해 생태계는 광합성 없는 환경에서 에너지를 공급받을 수 없고, 대형 생물도 공생 없이 살아갈 수 없는만큼 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
심해 생태계에서 화학합성세균과 고세균은 1차 생산자 역할을하고, 햇빛이 없어도 생태계를 유지할 수 있게 만듭니다. 화학합성세균은 황화수소나 암모니아를 산화시켜 에너지를 얻고, 이를 이용해서 CO2를 고정하는 칼빈회로와같은 경로를 활용합니다.
고세균은 종종 메탄 생성이나 암모니아 산화를 통해 에너지를 얻어 심해 화학 합성 생태계의 기초 에너지원 역할을 해줍니다.
감사합니다.