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고래상어의 서식지는 전 세계 열대와 아열대 해역의 따뜻한 바다예요. 수온 약 21°C에서 25°C 정도의 해역을 선호하며 연안과 먼바다 모두에서 발견돼요. 때로는 수심 약 700m 이상 깊은 곳까지 내려가기도 하지만 대부분은 먹이가 많은 표층에서 생활해요. 일반적으로 단독 생활을 하지만 먹이가 풍부한 시기에는 필리핀이나 멕시코 그리고 호주 연안 등에 수백 마리가 모이기도 해요.
번식 방식은 난태생이에요. 알을 몸속에서 부화시켜 새끼를 낳으며 한 번에 수백 마리의 새끼를 낳을 수 있어요. 태어날 때 새끼 크기는 약 40cm에서 60cm 정도예요. 고래상어는 성장 속도가 느려 성적으로 성숙하기까지 약 30년 정도가 걸려요. 수명은 약 70년에서 100년 이상으로 추정되는 장수하는 어류예요. 하지만 번식 속도가 느려 개체 수 회복이 어려운 특징이 있어요.
현재 고래상어는 국제적으로 멸종위기종으로 보호받고 있어요. 무분별한 포획과 해양 오염 그리고 선박 충돌 등이 주요 위협 요인이에요. 특히 상어 지느러미를 노린 불법 어업으로 개체 수 감소가 이어지고 있어요. 이에 따라 여러 국가에서는 포획을 금지하고 보호 구역을 지정하는 정책을 시행하고 있어요. 생태 관광 자원으로 활용되면서 보존 필요성에 대한 인식도 높아지고 있어요.
고래상어는 해양 생태계에서 중요한 역할을 하는 대형 어류예요. 이들이 건강하게 살아가는 바다는 생태계가 안정적으로 유지되고 있다는 의미가 돼요. 거대한 몸으로 바다를 유영하는 고래상어는 자연의 신비를 보여주는 대표적인 해양 생물이며 앞으로도 보호와 관리가 필요한 종으로 평가되고 있어요.