홍해 해양폭염 현장서 산호를 지킨 프로바이오틱스와 포스트바이오틱스

사우디아라비아 킹압둘라과학기술대학교(KAUST) 연구진이 산호 미생물 치료를 수조 실험이 아닌 실제 바다의 해양폭염 현장으로 가져갔다. 연구진은 2022년 여름 홍해 중부에서 백화가 진행 중인 Acropora cf. valida에 건강한 홍해 산호에서 얻은 세균 제제를 처리했다. 시험한 것은 살아 있는 유익균 혼합물인 프로바이오틱스와, 이를 열로 비활성화한 포스트바이오틱스였다.35

실제 해양폭염 속에서 15일간 비교

실험 기간 일평균 해수 온도는 30.9~31.9°C였다. 연구진은 두 종류의 살아 있는 프로바이오틱스와 그에 대응하는 비활성화 제제를 산호에 적용하고, 위약 처리군과 15일 동안 비교했다. 산호의 외관 상태와 함께, 산호 조직 안에서 공생하는 조류의 광합성 효율인 Fᵥ/Fₘ을 측정해 건강 상태를 평가했다.35

핵심은 자연 해양폭염이 진행 중인 개방 해역에서 검증했다는 점이다. 유익 미생물이 열 스트레스 산호에 도움이 될 수 있다는 가능성은 앞선 연구에서도 제기됐지만, 이번 연구는 통제된 실험 환경을 넘어 실제 해양 열파 조건에서 살아 있는 제제와 비활성화 제제를 함께 시험했다.9

위약 처리군은 저하, 일부 미생물 처리군은 유지

15일 뒤 위약 처리군에서는 열 스트레스와 관련된 공생조류 광합성 효율의 유의한 저하가 나타났다. 반면 두 종류의 프로바이오틱스 처리군과 열처리 포스트바이오틱스 처리군 가운데 한 종류는 Fᵥ/Fₘ을 유지했다.35

이 지표가 중요한 이유는 산호 백화가 산호와 공생조류의 관계를 무너뜨리기 때문이다. 공생조류는 산호에 필요한 에너지의 상당 부분을 제공한다. 따라서 이번 결과는 적어도 한 가지 비활성화 미생물 제제가 열 스트레스 상황에서 산호 건강의 핵심 지표를 유지하는 데 살아 있는 균 제제와 나란히 작동할 수 있음을 보여주는 현장 개념증명이다.3

살아 있는 균과 비활성화 균은 다르게 작용했다

포스트바이오틱스는 단순히 효과가 약한 프로바이오틱스가 아니다. 프로바이오틱스에는 살아 있는 유익균이 들어 있는 반면, 포스트바이오틱스는 열로 비활성화된 미생물과 그에 수반되는 생리활성 성분으로 구성된다. 연구에서는 두 처리 방식이 산호의 미생물군과 대사에 서로 다른 변화를 일으켰다고 보고했다.3

특히 포스트바이오틱스 처리 산호에서는 열 스트레스 내성과 연관된 것으로 알려진 세균군 Cobetia(코베티아)가 증가했다.6 이는 비활성화 제제가 새로 투입한 살아 있는 세균이 정착하지 않더라도, 산호에 원래 존재하던 미생물 공동체에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

다만 작동 원리가 확정된 것은 아니다. 이번 실험은 처리, 미생물 변화, 건강 지표 개선 사이의 연관성을 보여줬지만, 어떤 미생물 성분이나 산호의 반응이 효과를 일으켰는지를 정확히 입증하지는 못했다.36

포스트바이오틱스가 복원 현장에서 주목받는 이유

살아 있는 미생물 제품은 생산부터 운송, 현장 적용까지 균이 살아 있도록 관리해야 한다. 이에 비해 비활성화 포스트바이오틱스는 향후 보관과 취급이 더 간편해질 수 있어, 산호 복원 사업이나 예보된 고수온 시기의 대응에 활용하기 쉬운 후보가 될 수 있다.

그러나 이는 15일 실험으로 증명된 운영상 이점이 아니라 향후 검증할 가능성이다. 더구나 모든 포스트바이오틱스가 효과를 보인 것도 아니다. 열처리 제제 가운데 광합성 효율을 유지한 것은 한 종류뿐이었다.3 어떤 조성이 어떤 농도에서, 어떤 산호 종에 효과적인지와 효과의 지속성, 의도치 않은 생태계 영향은 추가 연구가 필요하다.

기후위기 대응을 대신할 수는 없다

이번 연구는 한 산호 종을 대상으로 한 차례의 자연 해양폭염 동안 15일간 진행됐다. 열 스트레스 사건에서 취약한 산호가 버틸 시간을 확보하는 개입법의 가능성을 보여줬지만, 해수 온난화가 계속되는 상황에서 산호초를 장기적으로 보호할 수 있음을 입증한 것은 아니다.35

프로바이오틱스와 포스트바이오틱스의 현실적인 역할은 산호 보전·복원을 위한 보조 수단이다. 해양폭염 동안 산호가 견딜 시간을 벌어줄 수는 있지만, 대규모 백화를 유발하는 바다의 온난화 자체를 해결하려면 온실가스 감축과 폭넓은 기후 대응이 함께 이뤄져야 한다.