해조류의 생활환경

 

< 사진: 케롤 >

 

수계에 생육하고 있는 해조류는 환경의 상태에 순응하여 생육하고 있다.

다시 말하면 환경으로부터 여러 가지 구속을 받고 있는 각종 요인의 차이에 따라서 천차 만별이다.

 

식물의 성육을 구속하는 환경은 육상식물에 있어서는 온도, 공기 광선, 수분, 영양분 등으로서 이들은 생존상의 요소와 환경조건이라고 부르고 있다.

그러나 해조류는 바닷물 속에서 생활하므로 공기 대신 바닷물의 영향을 받으며,

해조류의 생활에 필요한 영양분은 육상식물에서와 같이 중대한 조건으로 되지 않아도 된다.

 

그러므로 해조류의 분포나 성육을 지배하고 있는 생태적 요인으로는 광선, 수온, 저질 등의 물리적 요인과 염분, 수소이온농도 (PH)등의 화학적인 요인, 물의 유동, 주기적인 간출 등의 동적인 요인 등이 서로 관련성을 가지며, 해조류의 성장을 지배하게 된다.

 

예를 들면 김은 광선이 충분한 곳을 요구하며, 얕은 곳에서 서식하고, 온도도 찬 곳이 성장에 적당하므로, 겨울에 잘 자라고, 염분에 대해서도 적응력이 강하다.

반대로 우뭇가사리는 밝은 곳보다는 어두운 곳을 요구하며, 깊은 곳에서 서식하고, 온도도 높은 곳이 성장에 적당하므로, 여름에 잘 자라며, 염분에 대해서도 적응력이 약하며, 비중이 높은 곳을 좋아한다.

 

이와 같이 환경에 대한 적응력이 조류에 따라서 각각 다르기 때문에 환경요인 중에서 어느 것이 가장 큰 영향을 미치는가에 대해서 일률적으로 말하기는 곤란하다.

 

 

가. 광   선

 

광선은 해조류의 광합성 작용에 직접 필요할 뿐만 아니라 그 생활에 있어서도 매우 중요하며,

해조류의 수직적 분포를 지배하는 요인이 되기도 한다.

 

따라서 해조류는 식물인 이상 광선이 없는 곳에서도 생존할 수 없으며, 이 광선 또한 바닷물 속에 투과되어 도달하는 한계가 있다.

이 광선은 바다표면에 쏟아지는 태양의 광도, 통과하는 각도, 수표면의 반사, 물 속에 녹아있는 여러 가지 물질 ( 현탁물질 )의 량과 질, 부니 등의 혼탁물 ( 混濁物 )에 의한 투명도에 따라 물 속 깊은 곳 까지 통과하기도 한다.

이와 같은 예가 동해와 같은 곳은 물 속에 있는 여러 가지 물질의 양이 적기 때문에 바닷물이 맑으며,

반대로 황해와 같은 곳은 물 속에 여러 가지 물질이 많기 때문에 바닷물이 흐리다.

 

또 바다 표층에서 광선에 대한 흡수상태는 완전히 맑은 물에서 1 m 깊이에 도달할 수 있는 광선은 35 ～ 38 %에 불과하며,

깊어짐에 따라 광선은 희미해져서 50m 아래에서는 1 %이다.

또 연안수에서는 투명도가 낮은 혼탁한 상태이기 때문에 광선의 99.5 %는 10m이내에서 흡수된다.

그러므로 수심이 500m 정도 되는 깊은 곳에서는 광선을 감각할 수 없으며,

잘 알려져 있지 않은 균류와 박테리아를 제외하고는 식물은 자랄 수 없다.

따라서 해조류의 생활에서 광선이 이용될 수 있는 깊이는 수심 200m 이내이며,

그 이상의 곳에서는 해조류가 채취된 실 예는 거의 없다.

 

한편 수중에서의 광선흡수는 선택적으로 흡수된다.

 

즉 파장이 긴 빨강, 주황, 노랑은 수면 상층에서 먼저 흡수되어 수중에 녹아있는 여러 가지 물질인 작은 입자 ( 粒子 )와 충돌하여 각자의 광자 ( 光子 )에 의해서 에너지를 발열 ( 發熱 )시키거나 다른 데에 소모되며,

파장이 짧은 파랑, 녹색은 더 깊이 투과하여 물분자 ( 水分子 )를 일으켜 수중에 녹아있는 작은 입자 ( 粒子 )와 충돌하여 에너지를 소모시킨다.

 

따라서 현탁물이 많은 수계에서는 짧은 파장의 광선이 얕은 곳에 흡수되며,

긴 파장의 광선은 깊은 곳에 흡수된다.

 

또한 식물에 광합성 작용을 하는 광선의 파장은 대개 육안으로 볼 수 있는 보통의 광선인 가시광선( 可視光線 ) 이며,

이 빛의 작용에 의해서 유기화합물이 만들어지는 엽록소나 탄수화물을 만드는 광선의 질 즉 파장 ( 波長 ) 과의 관계는 조류의 색소체에 함유되고 있는 색소와 관계가 있으며,

이것은 해조의 생육대 ( 生育帶 )를 결정하는 중대한 의미를 주게 된다.

 

그리고 광합성을 하고 있는 조류의 색소는 언제나 세포 속에 포함되어 있는 엽록체 안의 색소인 엽록소이며,

이 엽록소는 여러 개의 색소와 결부되어 활성화 될 때에는 제각기 다른 색소가 나타난다.

즉 녹색, 청색, 자색광이 우세한 깊은 곳에서는 홍조식물의 홍색은 잘 적응하는 점으로 보아 광합성은 광선의 질 즉 파장과 관련이 있다.

따라서 파래, 김, 풀가사리 등은 광선이 약한 곳에 살수 없으므로 광선이 강한 얕은 곳에 생육하며,

우뭇가사리, 대황 등이 깊은 곳에 서식하는 것은 광선에 대한 적응성이 약하기 때문이다.

 

 

나. 수   온

 

수온은 광선과 같이 해조류의 생활을 규제하는 중요한 요인이다.

광선은 해조류의 수직분포와 밀접한 관계가 있는데 반하여, 수온은 수평분포와 생육시기에 관계가 깊다.

수온은 직접적으로는 광합성율과 호흡과정에 영향을 주며, 간접적으로는 어두울 때 호흡시 수중에 유용한 용존산소량의 감소에 관련이 있다.

 

이산화탄소의 유효량은 대개의 경우에는 광합성을 제한하고 있는 육상환경과는 달리

바다에는 탄산염의 분해로 광합성에 필요한 량은 충분히 공급되고 있으며,

밤에는 호흡에 필요한 용존산소를 제한하며, 해수중의 이산화탄소의 량은 증가함으로서,

효율적인 해조류의 성장을 제한한다.

 

또 수온은 계절적으로 변화하고 동일 수계에서도 상층과 심층에 수온변화가 다르고 위치에 따라서도 다르다.

즉 대양 ( 大洋 ) 의 표층 수온의 변화의 폭이 열대해역에서는 주년 변화의 폭이 2 ～ 3 ℃이며,

온대에서는 10℃ 전후로 열대보다 넓으며,

표층수온은 기온과 밀접한 관계가 있으며, 그 변화는 대양보다 연안수가 심하다.

 

즉 얕은 연안의 수온은 수심이 깊은 연안 수온에 비하여 겨울에는 차고 여름에는 따뜻하다.

그 예로서 미역 양식의 경우 초겨울 내만성 어장에 시설한 미역은 성장이 빠르고, 외양에 시설한 미역은 성장이 늦으며,

반대로 봄에는 내만에서는 미역 양성기간이 짧아 빨리 끝나고, 외양이 늦게 끝나는 이유는 수온의 변화가 연안의 내만이 빠르기 때문이다.

 

이중 가장 심한 수온의 변화는 해안의 조류 ( 潮流 : 고인물 ) 이다.

이런 곳은 여름에는 태양의 복사열로 이상 고온이며 겨울에는 이상 저온이 된다.

그러므로 수온은 대부분 해조류의 지리적 분포를 지배하고 있으며,

많은 종들이 좁은 온도의 범위에서만 견딜 수 있으며,

서식은 낮은 온도에서 산소가 과포화 상태로 되어 있는 곳에 더 무성하게 번식한다.

 

그 예로는 한온대 ( 寒溫帶 ) 연안의 식물이 열대에 비하여 엽체모양이 대형이며, 많은 종류가 서식하고 있다.

 

 

다. 저질 ( 底質 ) 또는 기질 ( 基質 )

 

해조류가 어떤 곳에 붙어 있으며 어떻게 부착하고 있는가를 살펴보면,

해조류가 성육하는 지반 즉 바닥은 암반, 암초, 돌, 조개껍질 뻘 등이나 대체로 암반에 여러 가지 해조들이 성장하며,

어떤 것들은 콘크리트, 토목공사용 목재, 다른 식물이나 동물들의 몸에 붙어 있으나,

자갈이나 둥근 돌은 파도에 의해서 돌이 구르기 때문에 해조가 잘 붙지 못하며,

순 모래인 곳은 육상식물의 뿌리와 비슷한 부착기를 모래 속에 파묻고 사는 특별한 종류도 있으나,

뻘로 된 곳에서는 직접 생육하지는 못한다.

 

해조류가 육상의 식물과 다른 것은 육상식물은 뿌리에서 영양분을 흡수하나,

해조류는 몸 전체에서 흡수하므로 부착하는 저질은 단순히 엽체를 고정시키는데 지나지 않으므로

부착기질은 미끄러운 것보다는 표면이 거친 요철 된 곳에 포자가 부착 고정되어야 해류나 조류의 영향으로 유실되는 것을 예방할 수 있다.

 

또 우뭇가사리 등은 바위에 석회조 ( 石灰藻 ) 가 붙은 위에 잘 부착하는 것을 볼 때 바위질의 경도 ( 硬度 ) 와도 관계가 있는 것 같다.

이와 같은 원리를 이용하여 양식하고 있는 것이 우뭇가사리, 미역 기타 유용해조류, 양식장 조성을 위한 투석식 양식 방법이다.

 

이와 같이 해조류가 어떤 해조류에 붙어산다는 것은 자기의 생존에 적당한 환경을 의미하므로 해조류 생육에 저질이 중요한 목을 차지한다.

 

 

라. 염   분

 

해수에는 염화나트륨과 그 외의 염류를 함유하고 있다.

해수가 함유하고 있는 염류의 총 중량은 바닷물의 무게에 대한 1000분율 ( ‰ ; 퍼밀리 ) 로 나타낸 것이 염분이다.

 

이 염분은 수온과 같이 바닷물의 밀도 즉 비중을 결정한다.

따라서 비중이 높은 바닷물은 염분이 많고 비중이 낮은 바닷물은 염분이 적다.

 

해조류는 종류에 따라서 좋아하는 염분이 다르며,

생육할 수 있는 염분의 한계범위도 각각 다르다.

 

즉 염분에 대한 적응성이 강한 것은 광염성 ( 廣 塩性 ) 조류로서 김, 파래 등이 이에 속하여 주로 내만에서 양식이 되고 있는 이유의 하나이다.

반대로 적응범위가 좁은 것은 협염성 ( 狹塩性 ) 조류로서 천초, 미역 등으로 외양에서 양식이 실시되고 있는 것이다.

 

한편 수심 층별에 따라서도 생육하고 있는 해조류는 염분에 대한 적응성이 다르다.

즉 얕은 곳인 상층 서식대에 서식하는 조류인 파래류는 염분에 대한 적응성이 강하고 분포범위가 넓다.

그 이유는 파래, 풀가사리, 김처럼 얕은 곳에 서식하는 조류는 해수가 간조 시 빠져서 공기 중에 노출됐을 때나, 비가 와서 염분이 내려갔을 때,

반대로 청명한 날씨에 햇볕이 쪼여 건조 시킴으로서 염분이 올라갔을 때도 성장하는 점으로 보아 얕은 곳에 서식하는 해조류는 대부분 환경에 대한 적응성이 강하여 분포범위가 넓다는 것을 의미한다.

 

또 염분은 해조류의 몸의 형태에도 영향을 주고 있다.

예를 들면 김의 경우 김포자를 염분이 높은 바닷물에서 발아시키고 성육하면 폭이 넓은 김이 되고 색깔도 짙은 적갈색을 띄우나,

염분이 낮은 바닷물에서 발아시켜 성육하면 몸이 가늘고 길며 색깔도 옅은 담적색으로 나타난 점으로 보아 염분의 농도에 따라서도 형태, 색깔이 달라진다.

 

 

마.  PH ( 수소이온 농도 )

 

대부분의 해조류는 PH가 7.5 ～ 8.4의 중성 또는 약한 알카리성의 환경 속에서 생활하고 있다.

그러나 간조시 조간대에 서식하고 있는 해조류는 그들 자체의 광합성으로 말미암아 상당한 PH변화의 영향을 받게 된다.

 

즉 한정된 바닷물에서 약 알카리성으로 생활하던 해조류는 대기 중에서 해수에 용해된 탄산가스가 탄산염, 탄산수소염 ( 중탄산염 ) 으로 되며,

광합성에 이용하기 위해서 탄산가스를 축출하면 탄산염은 그 량이 계속 증가하므로서 PH가 상승한다.

 

해조류에 대한 PH의 생리적 영향은 많이 연구되고 있지 않았으나,

PH의 변화가 광합성에 있어서 탄소의 흡수 뿐 만 아니라 호흡작용에도 영향을 미치는 것으로 보아 PH의 변화는 해조류의 성장에도 영향을 주고 있다.

또 PH 변화에 대한 적응성에는 바닷물은 약알카리성이므로 해조류는 알카리성에 대해서는 적응성이 있으나 산성에는 아주 약하다.

 

그 예가 공장에서 배출되는 공업폐수는 주로 산성이기 때문에 공장주변에 서식하고 있는 해조류를 폐사 시키고 있어 임해공업 단지에 있는 양식장과의 분류에 따른 사회문제가 속출될 염려가 많다.

 

 

바. 물의 유동

 

바닷물은 항상 여러 가지로 유동을 하고 있다.

특히 표층수는 유동이 가장 현저하며, 이 유동을 일으키는 것은 파도, 바람, 조류 ( 潮流 ) 등이다.

 

파도와 해조류와의 관계를 보면,

외양에 면하고 파도가 센 암초와 내만의 조용한 곳을 비교하여 보면,

파도가 센 곳은 파도의 작용에 의해서 해조류의 발육에 필요한 대기중의 탄소, 탄산가스 등의 용해를 증가시켜 주고, 영양염 흡수와 대사작용을 촉진시켜 줌으로서 해조의 착생 및 성육을 조장하여 주는데,

반하여 파도가 조용한 수역은 암초 상에 가는 뻘 등의 부유물 등이 퇴적하여 특정한 해조류 이외에는 착생 및 성육이 곤란하다.

 

그러므로 물의 유동은 해조류의 생리작용에 영향을 주고 있다.

그 예가 김, 미역양식장의 경우 유속 빠른 어장에서 성장 색택이 양호한 점이다.

 

 

사. 간   출

 

간출은 지역 및 계절에 따라서 차이가 있으나,

해안의 특정부분에 1일 2회의 고조 ( 만조 ) 와 저조 ( 간조 ) 로 바닷물이 가득 차거나 간출이 된다.

 

이곳을 조간대 ( 潮間帶 ) 라고 부르며,

이 장소는 여러 종의 해조류가 간출에 대한 저항력에 적응되어 서식하고 있다.

 

해조류가 건조에 저항하는 능력은 해수농도의 변화에 견디는 능력과 생리적으로 동일하며,

이러한 변화는 조간대에서 흔히 볼 수 있으며,

얕은 곳의 물은 심한 연속적인 외적 환경요인의 영향 즉 간조시 증발로 인하여 염분이 갑자기 증가하고,

반대로 강우시 염분이 감소되며, 또 여름철 맑은 날에는 태양의 강렬한 복사 에너지를 받으며, 겨울철 한냉시에는 찬 기온의 영향을 받는다.

 

이 영향을 받는 정도는 간출시간이 긴 곳은 성육장소가 높으며, 짧은 곳은 생육장소가 낮다.

이와 같이 해조류가 간출에 강하거나 약하거나 하는 것은 간출에 따른 건조, 염분, 온도, 광선 등의 심한 변화에 견디어 낼 수 있느냐에 따라서 서식처가 결정된다.

 

일반적으로 조간대에 서식하는 해조류인 파래, 김 등은 해수의 넓은 농도변화에 견디어 낼 수 있는 데에 비하여

점심대에 서식하는 해조류는 해수의 좁은 범위에서만 견딜 수 있다.

 

그 예가 항상 수중에서 생활하는 우뭇가사리류를 포함한 많은 홍조류는 직사하는 태양광선이나 공기 중에 노출되면 사멸한다는 것을 의미한다.

 

조간대의 해조류가 간출시 건조에 대하여 견딜 수 있는 것은 해조류의 몸을 형성하고 있는 체세포를 채우고 있는 세포액의 농도와 원형질의 탈수에 의한 저항력과 세포막의 성질상태에 따라서 좌우된다.

세포막의 상태는 세포액의 농도변화가 일어나기 어렵다.

즉 세포에 물이 들고 나아감에 따라서 세포 내용물의 확장 또는 신축의 현상과 조화해서 신축하는 세포막과 치밀한 세포질로 된 작은 세포를 가지고 있는 세포막이 치밀하게 강고 ( 强固 ) 하면 체내의 수분을 잃기 어렵다.

따라서 세포막이 강고하면 건조에 의하여 세포액이 축출되지 않는다.

 

한편 원형질의 탈수에 대한 저항은 삼투압과 밀접한 관계를 갖고 있다.

즉 세포내부의 삼투압이 너무 높으면 유해한 원형질의 분리가 일어날 수 없으며,

만약 특별히 높은 내부 삼투압에 의해 원형질이 분리됐을 경우에는 살아갈 수 있는 내부 삼투압 및 원형질 분리에 견디는 큰 힘을 갖는 점으로 보아 조간대의 해조류는 건조에 대항하여 염류를 축적하는 삼투압 조절기구가 있어 원형질 분리를 억제하거나 확산되도록 한다.

 

 

아. 영양염

 

해조류가 성장하기 위해서는 질소, 인등의 무기 영양소와 철, 마그네슘, 칼슘, 구리 등의 미량원소를 필요로 한다.

해조류의 영양원으로 많이 요구되는 질산염, 암모늄염, 인산염 등의 영양염은 외양수 보다는 육수의 영향을 많이 받는 연안수에 많다.

따라서 해조류는 필요한 영양염류를 바닷물 속에서 흡수할 때 선택적으로 흡수하여 세포 내에 축적하고 있는 현상을 볼 수 있다.

 

그 예로서 일반적으로 해수 중에는 염소, 나트륨 등이 가장 많으나,

세포 내에는 오히려 칼륨 등이 가장 많다.

 

그리고 해수에는 0.03 ～ 0.07 ppm의 요오드가 함유되어 있는데,

그것은 약 30000배가 세포액 속에 농축되어 있음을 알 수 있다.

 

이와 같이 소수의 필수원소는 변화할 수 없는 양으로 포함되어 있으나, 많은 량을 요구하고 있음을 알 수 있다.

해양생산력의 제한 용인이 되고 있는 필수 원소는 질소, 인 등이며, 이들은 인산염, 질산염의 형태로 되어 해조류 성장에 영향을 주고 있다.

이러한 영양염의 공급은 유기물질의 해저 수중분해, 용승류, 조류의 수직순환에 의해서 표층수의 영양염이 재분배되어 보충된다.

 

이와 같이 질소, 인은 식물성 플랑크톤 형성 및 해조류의 성장과 밀접한 연관성이 있음이 밝혀졌다.

그 예로서 미역, 김 양식의 경우 성장이 부진하고 색택이 불량할 때 시비를 실시하는 것은 수중에 영향염의 공급을 원활하기 위함이다.

 

출처: http://www.ikoama.com/