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남극 크릴

Antarctic krill
남극 크릴
Antarctic krill (Euphausia superba).jpg
과학적 분류 edit
킹덤: 애니멀리아
망울: 절지동물
서브필럼: 갑각류
클래스: 말라코스트라카
순서: 유파우시아과
패밀리: 우푸시과
속: 유프라우시아
종:
슈퍼바 E.
이항식 이름
유프라우시아 슈퍼바
동의어 [2]
  • 유프라우시아 남극 사스, 1883년
  • 유프라우시아오스트랄리스
  • 유파우시아 빙하
  • 유파우시아머레이 사스, 1883년

남극 크릴(Uphausia superba)은 남양의 남극 해역에서 발견된 크릴의 한 종이다.그것은 작은 수영 갑각류로, 떼라고 불리는 큰 학교에 살고 있으며, 때때로 입방 미터 당 1만~3만 마리의 개별 동물들의 밀도에 도달하기도 한다.[3]그것은 미세한 식물성 플랑크톤을 직접 먹이로 하여, 피토플랑크톤이 원래 태양에서 유래한 1차 생산 에너지를 이용하여 그들의 펠로마틱(오픈오션) 수명주기를 지속한다.[4]길이 6센티미터(2.4인치)까지 자라고 무게는 2그램(0.071온스)까지 나가며 최장 6년까지 살 수 있다.남극 생태계의 핵심 종으로 바이오매스 측면에서 지구상에서 가장 풍부한 동물종(약 5억t, 개인 300~400조원에 해당하는 규모) 중 하나이다.[5]

라이프 사이클

그 알들은 표면 가까이에서 알을 낳고 가라앉기 시작한다.열린 바다에서 그들은 약 10일 동안 가라앉는다: nauplii는 약 3,000미터(9,800피트) 깊이에서 부화한다.

남극 크릴의 주요 산란기는 1월부터 3월까지로, 대륙붕 위와 심해 해양 지역의 상부 지역이다.모든 크릴의 전형적 방법으로 수컷은 암컷의 생식기 개구부에 정조세포(supermatophor)를 붙인다.이를 위해 수컷의 첫 번째 늑골(복부에 부착된 다리)을 짝짓기 도구로 제작한다.암컷은 한 번에 6,000–1,000개의 알을 낳는다.그들은 성기 개방을 지나갈 때 수정된다.[6]

다음과 같이 Marriosis 드의 Abrtona,[7]의 고전적인 가설은 영국의 유명한 연구선을 원자로 핵 연료 교환 계통 디스커버리호는 이번 탐험의 결과에서 파생된에 따르면, 계란 개발 다음, 해양성에 안에 있는 아래에 그 선반 위에 0.6mm(0.024에)계란의 하강 동안의 장배 형성(달걀의 배아 세포로 개발)세트 진행한다.~하듯이약 2,000~3,000미터(6,600–9,800피트) 깊이에서.알은 나우플리우스 유충으로 부화한다. 일단 이것이 메타나우루스(metanauplius)로 흐르면, 이 어린 동물은 발달의 상승이라고 알려진 이동으로 표면으로 이동하기 시작한다.[8]

두 번째 나우플리우스와 메타나우플리우스라고 불리는 다음 두 개의 애벌레 단계는 여전히 먹지 않고 남아 있는 노른자에 의해 영양분을 공급받는다.3주 후, 어린 크릴은 등반을 끝냈다.그것들은 60m(200ft) 수심 내에서 리터 당 2를 세는 엄청난 숫자로 나타날 수 있다.더 크고 추가적인 애벌레 단계가 뒤따른다. (두 번째와 세 번째 칼립토피스, 첫 번째에서 여섯 번째 털실리아)추가 다리, 복합 눈, 세태(브리스틀)의 발달을 증가시켜 특징짓는다.15mm(0.59인치)의 어린 크릴은 어른들의 습관처럼 생겼다.크릴은 2~3년 후 성숙기에 도달한다.모든 갑각류 동물들처럼 크릴도 자라기 위해서는 물거품이 되어야 한다.대략 13일에서 20일마다 크릴은 치틴성 외골격을 떨어뜨려 엑수비아로 남겨둔다.

남극 크릴의 우두머리.눈에 보이는 생체 발광 기관과 더듬이에서 보이는 신경, 위밀, 흉곽의 여과망, 흉곽의 끝에 있는 갈퀴 등을 관찰한다.

음식

E. superba의 내장은 투명한 피부를 통해 초록색으로 빛나는 것을 종종 볼 수 있다.이 종은 주로 식물성 플랑크톤을 먹는데, 특히 매우 작은 규조(20 μm)는 먹이 바구니로 물에서 걸러낸다.[9]규조류의 유리처럼 생긴 껍질은 "거스트릭 밀"에서 갈라진 다음 간낭에서 소화된다.크릴은 또한 요각류, 앰프, 그리고 다른 작은 동물성 플랑크톤을 잡아 먹을 수 있다.내장은 곧은 관을 형성한다; 그것의 소화효율이 그리 높지 않기 때문에 많은 탄소가 여전히 대변에 존재한다.남극 크릴(E.Superba)은 주로 위와 중간굿에 치티놀리틱 효소를 가지고 있어 디아톰의 치틴성 가시를 분해하는데, 추가적인 효소는 확장적인 식단으로 인해 달라질 수 있다.[10]

물병자리에서는 크릴이 서로 잡아먹는 것이 관찰되어 왔다.먹이를 주지 않으면 물떼기 후 크기가 작아지는데, 이 정도 크기의 동물에게는 예외다.이는 빙하의 어두운 겨울철에 제한되는 이들의 식량공급의 계절성에 대한 적응일 가능성이 높다.그러나 이 동물의 복합눈은 줄어들지 않고, 따라서 눈 크기와 몸길이의 비율이 기아에 대한 믿을 만한 지표인 것으로 밝혀졌다.[11]충분한 식량을 공급받는 크릴은 정상적인 것보다 더 크게 보이는 눈을 가진 굶주린 크릴에 비해, 몸 길이에 비례하는 눈을 가질 것이다.

여과기의 먹이 바구니를 이루는 변형된 토르코포드는 물을 통해 움직여 식물성 플랑크톤 세포를 입으로 가져온다.

필터 공급

주요 기사:필터 공급기

남극 크릴은 크릴 크기의 다른 어떤 동물도 할 수 없는 미세한 식물성 플랑크톤 세포를 직접 섭취한다.이것은 효율적인 여과 장치를 형성하는 크릴의 고도로 발달된 앞다리를 이용하여 필터 공급을 통해 이루어진다:[12] 6개의 흉부에 부착된 다리들은 야외에서 식물성 플랑크톤을 수집하는 데 사용되는 "수유 바구니"를 만든다.가장 좋은 지역에서 이 바구니의 개구부는 직경이 1μm에 불과하다.낮은 식품 농도에서는 먹이 바구니를 열린 자세로 반 미터 이상 물 속을 밀어낸 다음, 토라코포드의 안쪽 면에 특별한 세태(브리스틀)로 해조류를 입구멍까지 빗겨낸다.

해조류를 먹고 사는 남극 크릴.왼쪽의 얼음 표면은 해조류에 의해 초록색으로 물들어 있다.

얼음 알갱이 갈기

남극 크릴은 포장된 얼음 밑바닥에서 얼음 알개의 초록색 잔디를 긁어낼 수 있다.[13][14]크릴은 그들의 흉곽 끝에 갈퀴 모양의 특별한 세태를 개발했고, 지그재그 방식으로 얼음을 방목했다.크릴 1개는 약 10분(1.5 cm2/s) 만에 평방 피트 영역을 클리어할 수 있다.최근의 발견에 따르면, 녹조의 필름은 광대한 지역에 걸쳐 잘 발달되어 있으며, 종종 아래의 전체 물기둥보다 훨씬 더 많은 탄소를 포함하고 있다.크릴은 이곳에서 광범위한 에너지원을 발견하는데, 특히 겨울철에 식량원이 제한되고 난 후 봄에 더욱 그러하다.

생물학적 펌프 및 탄소 격리

EcoSCope로 촬영한 현장 이미지.영상의 오른쪽 하단에 녹색 침구가 보이고 왼쪽 하단에 녹색 대변 줄이 보인다.

크릴은 혼합 수면에서 매일 100m 깊이까지 1~3번의 수직 이동을 할 것으로 생각된다.[15]크릴은 매우 지저분한 먹이감으로 수천 개의 세포가 함께 달라붙는 식물성 플랑크톤(스핏볼)의 골재를 뱉어내는 경우가 많다.그것은 또한 여전히 상당한 양의 탄소와 규조류의 유리껍질을 포함하고 있는 대변 줄을 생산한다.둘 다 무겁고 매우 빠르게 심연 속으로 가라앉는다.이 과정을 생물 펌프라고 부른다.남극 주변의 물이 매우 깊기 때문에, 그들은 이산화탄소 싱크대 역할을 한다: 이 과정은 생물권에서 많은 양의 이산화탄소(고정 이산화탄소, CO2)를 수출하고 약 1,000년 동안 그것을 격리시킨다.

생태계를 구성하는 유기체를 포함하고 있는 펠러지존의 층.남극 크릴은 이 생태계의 일부분이다.

만약 식물성 플랑크톤이 펠릭스 생태계의 다른 요소들에 의해 소비된다면, 대부분의 탄소는 바다의 위층에 남아있다.이 과정이 거대한 바이오매스에 의해 추진되는 지구에서 가장 큰 바이오피드백 메커니즘 중 하나일 것이라는 추측이 있다.남양 생태계를 수량화하기 위해서는 아직 더 많은 연구가 필요하다.

생물학

생물 발광

생물 발광 크릴의 수채화

크릴은 생물 발광 기관을 통해 빛을 방출하기 때문에 종종 빛-흐림프라고 불린다.이 기관들은 크릴의 신체 여러 부분에 위치한다. 눈꺼풀에 있는 한 쌍의 기관(cf. 위의 머리 이미지), 다른 한 쌍은 두 번째와 일곱 번째 토르코포드의 엉덩이에 있고, 네 개의 플론스테른에 있는 단일한 기관이다.이 빛 기관들은 주기적으로 최대 2~3초 동안 황록색 빛을 방출한다.그것들은 손전등과 비교할 수 있을 정도로 매우 발달된 것으로 여겨진다.기관 뒷면에는 오목한 반사체가 있고 앞면에는 생성된 빛을 인도하는 렌즈가 있다.전체 기관은 근육에 의해 회전할 수 있으며, 이것은 빛을 특정 영역으로 유도할 수 있다.이 빛의 기능은 아직 완전히 이해되지 않았다; 몇몇 가설들은 그들이 크릴의 그림자를 보상하여 아래로부터 온 포식자들에게 보이지 않도록 하는 역할을 한다고 제안했고, 다른 추측들은 그들이 밤에 짝짓기나 교육을 하는 데 중요한 역할을 한다고 주장한다.

크릴의 생체 발광 기관에는 여러 가지 형광 물질이 들어 있다.주요 부품은 최대 형광성이 355nm이고 방출량은 510nm이다.[16]

로브스터링 크릴

탈출반응

크릴은 포식자들을 피하기 위해 탈출 반응을 이용하는데, 포식자들은 뒤 끝을 뒤집어서 빠르게 헤엄친다.이 수영 패턴은 로브스테링으로도 알려져 있다.크릴은 초당 0.6m(2.0ft/s) 이상의 속도에 도달할 수 있다.[17]광학 자극에 대한 트리거 시간은 낮은 온도에도 불구하고 55ms에 불과하다.

지리적 분포

NASASeaWIFS 영상의 크릴 분포 – 주요 농도는 남극 반도의 스코티아 해입니다.

남극 크릴은 남극 대륙의 순환 분포를 가지고 있으며, 남극 대륙의 융기 지역까지 남극 대륙에서 발견된다.[18]남극 컨버전스에서는 남극의 차가운 지표수가 따뜻한 아북극 물 밑으로 가라앉는다.이 전선은 대략 남쪽으로 55°에 달하며, 거기서 대륙까지, 남해가 3천 2백만 평방 킬로미터에 이른다.이는 북해의 65배 규모다.겨울에는 이 지역의 4분의 3 이상이 얼음으로 뒤덮이는 반면, 여름에는 2400,000 평방 킬로미터(9,300,000 평방 미)가 얼음이 없어진다.수온은 -1.3–3°C(29.7–37.4°F)에서 변동한다.

남해의 물은 해류의 체계를 이루고 있다.웨스트 윈드 드리프트가 있을 때마다 지표면은 동쪽 방향으로 남극대륙을 돈다.대륙 근처에서 동풍 드리프트는 시계 반대 방향으로 흐른다.양쪽 사이의 앞쪽에는 커다란 에디가 발달하는데, 예를 들면 웨델 해에서 발생한다.크릴 무리들은 이 물 덩어리와 함께 헤엄쳐 다니며, 남극 전역에 하나의 육수를 형성하고, 전 지역에 걸쳐 유전자를 교환한다.현재, 개별 크릴의 움직임을 추적하기 위해 태그를 달 수 없기 때문에 정확한 이동 패턴에 대한 지식이 거의 없다.가장 큰 모래톱은 우주에서 볼 수 있고 위성으로 추적할 수 있다.[19]한 떼는 450 평방 킬로미터(170 평방 마일)의 해역을 200미터(660피트) 깊이까지 덮었고, 200만 톤이 넘는 크릴을 함유하고 있는 것으로 추정되었다.[20]최근의 연구는 크릴이 단순히 이러한 조류에서 수동적으로 표류하는 것이 아니라 실제로 그것들을 변형시킨다는 것을 시사한다.[20]12시간 주기로 바다를 세로로 이동함으로써, 무리들은 더 깊고 영양분이 풍부한 물과 표면의 영양소가 부족한 물을 섞는데 중요한 역할을 한다.[20]

생태학

남극 크릴은 해안선 너머 남극 생태계의 키스톤 종으로 [21]고래, 물개, 오징어, 빙어, 펭귄, 알바트로스, 그리고 다른 많은 종의 새들에게 중요한 식량을 제공한다.게자리 물개는 이 풍부한 먹이원을 잡기 위한 적응으로서 특별한 치아를 개발하기도 했다: 그것의 특이한 다층 이빨은 이 종들이 물에서 크릴을 체로 만들 수 있게 한다.틀니는 완벽한 스트레이너처럼 보이지만, 어떻게 작동하는지 아직 알 수 없다.게맛살은 세계에서 가장 풍부한 바다표범이다; 식단의 98%는 E. 슈퍼바로 이루어져 있다.이 바다표범들은 매년 6천 3백만 톤 이상의 크릴을 소비한다.[22]레오파드 바다표범은 비슷한 이빨을 발달시켰다.모든 바다표범은 6억3,300만톤, 모든 고래는 3400만톤, 조류는 15억2천만톤, 오징어는 3억1천만톤, 어류는 1억톤을 소비하며, 매년 크릴 소비량은 1억2,300만톤에 달한다.[23]

크릴과 먹이 사이의 크기 단계는 유별나게 크다: 일반적으로 20 μm의 작은 식물성 플랑크톤 세포에서 크릴 크기의 유기체(작은 요각류, 큰 요각류, mysid to 5 cm fish)까지 3, 4단계가 걸린다.[4]E. superba는 오직 남해에서만 산다.북대서양에서는 메가니크티파네스 노르베기카, 태평양에서는 유파우시아 퍼시픽아가 지배적인 종이다.

바이오매스 및 생산

남극 크릴의 바이오매스는 2009년 0.05기가톤의 탄소(Gt C)로 추정돼 인간의 총 바이오매스(0.06Gt C)와 비슷했다.[24]남극 크릴이 이처럼 높은 바이오매스와 생산량을 쌓을 수 있는 이유는 얼음으로 뒤덮인 남극 대륙 주변의 바다가 아마도 세계에서 가장 큰 플랑크톤 조립장 중 하나를 항구에 품고 있기 때문이다.바다는 식물성 플랑크톤으로 가득 차 있다; 물이 깊은 곳에서부터 밝은 물 표면으로 떠오를 때, 그것은 세계의 모든 해양으로부터 영양분을 다시 살아있는 유기체들이 이용할 수 있는 광자 구역으로 되돌려 보낸다.

따라서 일차 생산(햇볕을 먹이 사슬의 기초인 유기 바이오매스로 변환)은 외해에서 연간 1~2g/m의2 탄소 고정 효과를 가진다.얼음 근처에서는 30~50g/m에2 이를 수 있다.이러한 가치들은 북해나 부유 지역 같은 매우 생산적인 지역에 비해 두드러지게 높지 않지만, 열대우림과 같은 다른 큰 1차 생산국들과 비교해도 그것이 일어나는 지역은 어마어마하다.게다가, 호주의 여름 동안에는 그 과정에 연료를 공급하기 위해 많은 시간이 일조된다.이 모든 요소들은 플랑크톤과 크릴을 지구 생태계의 중요한 부분으로 만든다.

팩 얼음이 줄어들면 감소

롭 외 연구진 1997에 의해 수집된 데이터 이후 시간의 경과에 따른 온도와 포장 얼음 영역.[25]얼음의 척도는 상관관계를 증명하기 위해 반전된다. 수평선은 빙점, 즉 평균 온도의 비스듬한 선이다.

남극 크릴 바이오매스의 감소 가능성은 지구 온난화에 따른 팩 얼음 구역의 감소에 기인했을 수 있다.[26]남극 크릴은 특히 개발 초기에 공정한 생존 기회를 얻기 위해 얼음 구조물이 필요한 것으로 보인다.이 얼음 팩은 크릴이 포식자들을 피하기 위해 사용하는 동굴과 같은 자연적인 특징을 제공한다.몇 년간의 저팩 얼음 상태에서는 크릴이 플랑크톤에 풀을 뜯는 배럴 모양의 자유 부유 필터 공급 장치인 [27]살프스에 자리를 내주는 경향이 있다.

해양 산성화

많은 석회화 유기체들뿐만 아니라 남극 크릴의 또 다른 도전은 이산화탄소 수치의 증가로 인한 바다의 산성화다.[28]크릴 외골격은 낮은 pH 조건에서 용해되기 쉬운 탄산염을 함유하고 있다.이산화탄소의 증가는 크릴알 개발에 지장을 줄 수 있고 심지어 청소년 크릴이 부화하지 못하게 함으로써 지리적으로 널리 퍼져있는 크릴 부화 성공으로 이어질 수 있다는 것은 이미 입증되었다.[29][30]그러나 크릴 수명 주기에 대한 해양 산성화의 추가 영향은 아직 확실하지 않지만 과학자들은 크릴의 분포, 풍부함, 생존에 상당한 영향을 미칠 수 있다고 우려하고 있다.[31][32]

어업

주요기사 : 크릴어업
FAO 데이터로 집계된 E. superba의 연간 세계 어획량.[33]

남극 크릴의 어업은 연간 10만 톤의 어획량이다.주요 포획국은 한국, 노르웨이, 일본, 폴란드다.[34]이 제품들은 동물성 음식과 물고기 미끼로 사용된다.크릴 어업은 두 가지 중요한 측면에서 운영하기 어렵다.첫째, 크릴 그물은 매우 미세한 메쉬를 가지고 있어 매우 높은 드래그를 생성해야 하며, 이것은 크릴을 옆으로 꺾는 활파를 생성한다.둘째, 미세한 메시는 매우 빨리 막히는 경향이 있다.

하지만 또 다른 문제는 크릴 캐치를 기내에 들여놓는 것이다.풀 그물을 물 밖으로 끌어올리면 유기체는 서로를 압축하여 크릴의 액체가 크게 손실된다.크릴을 물속에 있는 동안 기내에 있는 큰 튜브를 통해 펌핑하는 실험이 수행되었다.특수 크릴 그물도 현재 개발 중이다.몇 시간 안에 어획량이 악화되기 때문에 크릴의 처리가 매우 빨라야 한다.그것의 높은 단백질과 비타민 함량은 크릴을 인간의 직접 소비와 동물 사료 산업 모두에 매우 적합하게 만든다.[35]

미래 비전과 해양공학

주요 기사:철 수정

남극 전체 생태계에 대한 지식이 부족함에도 불구하고, 크릴과 관련된 대규모 실험은 이미 탄소 격리율을 증가시키기 위해 행해지고 있다: 남해의 광대한 지역에는 많은 양의 영양소가 있지만, 여전히 식물성 플랑크톤은 많이 자라지 않는다.이러한 부위는 HNLC(고 영양소, 저 엽록소)라고 불린다.이 현상을 남극 패러독스라고 하며, 철이 빠져서 발생한다.[36]비교적 작은 양의 철분 주사는 수 마일에 걸쳐 매우 큰 꽃을 피운다.이런 대규모 훈련이 화석연료의 연소에 대한 보상으로서 이산화탄소를 끌어내리기를 희망한다.[37]

참조

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