인도양 중앙해령대 심해열수공 생태계 및 환경 연구 = Research on Ecosystem and Environment of Deep-Sea Hydrothermal Vents in the Central Indian Ridge

국문 초록 (Abstract)

심해의 열수분출공은 화학합성에 의해 유지되는 특수생태계로서, 생물다양성의 보고이자 새로운 생물자원 발굴의 최적지로 주목받고 있으며, 지구 내부의 물질순환부터 생명의 기원 및 진화에 이르기까지 다양한 연구가 가능한 거대학문 연구 지역이다. 특히 인도양은 다른 대양에 비해 발견 및 연구되지 않은 열수분출공이 아직 많이 남아 있을 것으로 예측되므로, 신규 열수지역 개척 및 해양생물자원 개발에 대한 잠재력이 매우 높다. 인도양의 중앙해령은 느린 확장 속도를 갖는 해령으로서, 다양한 열수시스템 및 새로운 열수생태계 연구에 유리한 조건을 갖추고 있다. 본 연구에서는 인도양 중앙해령대에서 열수 플룸이 확인되었던 지역을 대상으로 새로운 열수분출공 탐지 및 심해 열수 생물권에 대한 종합적 이해를 통하여 유용한 생명 기능을 활용할 수 있는 기반을 구축하고자 하였다. 연구 결과, 2018년 및 2022년에 3곳의 새로운 열수분출공 지역을 발견하고 온누리, 온바다, 온나래로 명명하였으며, 열수생물 표본과 종 DB를 확보하고 신종을 발표하였다. 또한 열수생태계 및 열수생물의 다양한 기능들과 열수지역간 계통지리학적 연결성을 밝혀내고, 미생물과 생명·유전 자원을 발굴하였으며, 열수시스템 생성기반 및 열수분출공 주변의 지화학적 특성을 해석하였다. 이번 연구를 통해 극한 환경에 대한 정밀탐사 원천기술이 확보되었으며, 열수 자원의 주도적 활용 및 관련 산업의 부가가치 창출에 수월한 환경이 조성되었다. 이러한 성과는 향후 오믹스 기술 및 블루바이오 소재 등 미래 산업 기반에 기여할 것으로 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Hydrothermal vents in the deep sea are unique ecosystems sustained by chemosynthesis, serving as reservoirs of biodiversity and promising sites for the discovery of novel biological resources. These vents provide a valuable research area that spans diverse scientific fields, from Earth’s internal material circulation to studies on the origins and evolution of life. The Indian Ocean, in particular, is expected to harbor numerous undiscovered hydrothermal vents due to limited exploration, indicating significant potential for the discovery of new vent areas and the development of marine bio-resources. The slow-spreading Central Indian Ridge (CIR) offers favorable conditions for studying a variety of hydrothermal systems and novel vent ecosystems. This study aimed to establish a foundation for utilizing useful bio-functions by identifying new hydrothermal vent fields and comprehensively understanding the deep-sea hydrothermal biosphere in the CIR region where hydrothermal plumes had been previously detected. Our findings include the discovery of three new vent fields in 2018 and 2022, named Onnuri, Onbada, and Onnarae. We cataloged hydrothermal biological samples and species databases, including newly identified species. Additionally, we identified various functions of hydrothermal ecosystems and hydrothermal organisms, clarified the phylogeographic connectivity between hydrothermal areas, explored microbial, biological, and genetic resources, and interpreted the formation mechanisms of the hydrothermal system along with the geochemical characteristics surrounding the hydrothermal vent fields. Through this research, we established fundamental techniques for in-depth exploration of extreme environments, facilitating the utilization of hydrothermal resources and adding value to related industries. These achievements are anticipated to contribute to future industries, including omics technology and blue bio-material development.