비즈니스 기회
20 ℃는 지구상의 생명체가 번성하기에 최적의 온도
지구상에 생명체가 살기에 최적의 온도에 대해 궁금해 한 적이 있습니까? 인간에게는 20 ℃가 편안합니다. 더 따뜻해지면 열을 방출하는 데 에너지가 필요하기 때문에 덜 효율적으로 작동합니다.
우리는 많은 종들이 인간보다 훨씬 더 춥거나 따뜻한 온도에서 살 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 발표된 연구에 대한 체계적인 검토는 공기와 물에 사는 동물, 식물 및 미생물의 적정온도 범위가 20 ℃에서 겹친다는 것을 발견했습니다. 우연의 일치일까요?
모든 종에서 온도와의 관계는 비대칭 종 모양의 곡선입니다. 이것은 생물학적 과정이 온도에 따라 증가하고, 최대치에 도달한 다음, 너무 뜨거워지면 급격히 감소한다는 것을 의미합니다.
최근 뉴질랜드의 한 연구 그룹은 해양 생물종의 수가 일반적으로 가정되는 것처럼 적도에서 최고조에 달하지 않는다는 것을 발견했다. 오히려, 그 수는 아열대 지방에서 최고조에 달하면서 감소하였습니다. 후속 연구에 따르면 이러한 감소는 약 20,000년 전 마지막 빙하기 이후 더 깊어지고 있었다. 그리고 지구 온난화로 인해 더 빠르게 심화되고 있습니다.
종의 수를 연평균 기온에 대해 그래프로 표시했을 때 20 ℃ 이상에서 감소가 있었습니다. 두 번째 우연의 일치일까요?
생물학적 과정과 생물 다양성
태즈메이니아의 연구는 미생물과 다세포 유기체의 성장 속도를 모델링한 결과 생물학적 과정에서 가장 안정적인 온도도 20 ℃라는 것을 발견했습니다.
이 "코크리 모델"은 20 ℃가 생물학적 분자에 가장 안정적인 온도임을 보여주는 다른 연구를 기반으로 합니다. 세 번째 우연의 일치?
우리는 캐나다, 스코틀랜드, 독일, 홍콩, 대만의 동료들과 팀을 이루어 온도가 삶에 미치는 영향에 대한 일반적인 패턴을 조사했습니다. 놀랍게도, 우리가 어디를 둘러봐도 20 ℃는 해양 생물 종뿐만 아니라 생물 다양성의 많은 척도에 있어 중요한 온도라는 것을 발견했습니다.
예를 들어 약 20 ℃보다 따뜻한 온도는 다양한 중요한 측정지표의 감소를 초래합니다.
- 해양 및 담수 종의 저산소 내성
- 해양 원양(개방 수역 생활) 및 저서(해저 생활) 조류 생산성 및 미끼에 대한 물고기 포식률
- 원양 어류, 플랑크톤, 저서 무척추 동물 및 화석 연체 동물의 글로벌 종 풍부
그리고 유전적 다양성
또한 화석 기록에서 온도가 20°C를 넘었을 때 멸종이 증가했습니다.
종 번성도 증가
전 세계적으로 암초 어류와 무척추 동물이 사는 온도 범위는 지리적 분포가 20 ℃를 중심으로 하는 종 중에서 가장 좁습니다. 미생물에서도 같은 효과가 나타납니다.
많은 종들이 더 따뜻하고 더 추운 온도에서 살도록 진화했지만, 대부분의 종은 20 ℃ 근방에서 삽니다. 또한 해면동물, 등껍질동물, 연체동물, 해마동물(bryozoans), 불가사리와 성게, 벌레와 갑각류를 포함한 화석 기록의 멸종은 20 ℃에서 더 낮았습니다.
수학적 Corkrey 모델은 20 ℃에서 열 폭을 최소화하고 생물학적 과정이 가장 안정적이고 효율적이어야 한다고 예측합니다. 결과적으로 이것은 박테리아에서 다세포 식물 및 동물에 이르기까지 모든 생명 영역에서 종의 풍부함을 극대화해야 합니다. 따라서 이 모델은 이 "20 ℃효과"에 대한 이론적 설명을 제공합니다.
기후 변화의 영향 예측
종들이 지구 온난화에 적응하기 위해 서식지를 바꿀 수 있는 한, 20 ℃ 효과는 종의 풍부함이 연평균 20 ℃까지 국지적으로 증가한다는 것을 의미합니다. 그 이상은 풍요로움이 떨어집니다.
이는 지리적 분포를 변화시켜 지구 온난화에 적응할 수 있는 많은 해양 생물 종들이 기후 변화로 인해 멸종될 가능성이 낮다는 것을 의미합니다.
그러나 육상 종은 도시, 농업 및 기타 인간 인프라에 의해 수정된 경관으로 인해 지리적 분포를 쉽게 이동할 수 없습니다.
다세포 종의 복잡성에도 불구하고 세포 수준의 온도 효율성이 생물 다양성의 다른 측면에 반영된다는 것은 주목할 만합니다.
20 ℃가 세포 공정에 중추적인 에너지 효율적인 정확한 이유는 세포와 관련된 물의 분자 특성 때문일 수 있습니다. 이러한 특성은 약 42 ℃가 대부분의 종에 절대적인 한계온도로 보이는 이유이기도 합니다.
이 20 ℃ 효과에 대한 인식이 높아지면 온도가 생태계 과정, 종의 풍부함 및 분포, 생명의 진화를 제어하는 방법에 대한 새로운 통찰력으로 이어질 수 있습니다.
이상의 기사는 2024년 2월 17일 Phys.org에 게재된 “20 ℃ seems the optimal temperature for life on Earth to thrive: What this means in a warming world”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문 출처 :
https://phys.org/news/2024-02-20c-optimal-temperature-life-earth.html