[ISSUE] 나무 성장에 필수 '공생균', 기후변화로 사라질 위기
수정일 2020년 02월 25일 화요일
등록일 2020년 02월 25일 화요일
곰팡이는 일반적으로 기생충이나 질병에 기인한다(사진=맥스픽셀)

나무와 공생을 통해 성장을 도모하는 곰팡이가 기후변화에는 매우 취약한 것으로 나타났다. 곰팡이는 숲의 생물 다양성에서 없어서는 안 될 필수적인 존재다. 

최근 한 연구에서는 곰팡이의 개체수가 감소할 경우 많은 나무가 영향을 받을 것으로 전망했다.

스탠퍼드대학이 진행한 이번 연구에 따르면, 기후변화는 일부 숲에서 공생곰팡이 즉, 공생균을 사라지게 만들 수 있다. 개체수의 감소는 나무의 성장과 숲의 전반적인 건강에 치명적인 타격을 입힐 것으로 보인다. 이번 연구는 생물지리학 저널에 실렸다.

자선단체 '트리포라이프'에 따르면, 곰팡이는 일반적으로 기생충이나 질병에 기인하는 유기체다. 숲의 다른 유기체와 공생관계를 맺는 곰팡이들도 있다. 산림의 모든 유기체가 빛이나 식량, 물 같은 천연자원을 놓고 경쟁한다는 점에서 공생은 경쟁을 줄이고 자원을 얻을 가능성을 높일 수 있어 효과적이다.

곰팡이와 나무가 공생관계를 맺으면 균근이 형성되는데, 군류와 고등식물의 뿌리가 긴밀히 결합해 공생관계를 맺은 뿌리가 되는 것이다. 곰팡이는 나무의 뿌리 계통에 중요한 역할을 해 나무를 더 나은 영양 상태로 이끌어주고, 동시에 뿌리 시스템에 달라붙어 나무가 토양에서 영양분과 수분을 얻는 능력도 향상시킨다. 이 관계는 해로운 유기체로부터 나무의 회복력을 향상시키는 혜택도 준다.

반대로 뿌리 체계를 강화하고 보호를 제공하는 대가로, 나무는 곰팡이에게 생존과 성장에 필요한 당분을 준다. 광합성 과정에서 곰팡이에게 일정량의 설탕을 제공하는 것이다. 

균근은 따로 떨어져 살면서 공격자가 되기보다는 두 종이 한 쌍으로 더 잘 살 수 있도록 만들어준다. 숲 속에서는 매우 흔하게 나타나는 형태다.

이런 가운데 연구팀은 숲 속의 균근 실태를 조사, 곰팡이가 다른 종류의 유기체보다 기후변화의 영향에 더 취약하다는 사실을 발견했다. 즉 많은 균근이 기후변화로 인해 파괴될 위험에 처해 있다는 의미다.

연구팀에 따르면 2070년까지 기후변화는 꾀꼬리버섯과 포르치니, 트러플을 생산하는 곰팡이 종인 외생균근균의 분포에 심각한 불균형을 초래할 수 있다. 연구의 수석 저자인 카비르 페이 생물학과 교수는 “숲의 기능과 건강을 위해 중요한 유기체”라고 강조하며, “곰팡이가 다른 유기체처럼 기후변화에 취약하고 반응이 훨씬 더 중요할 수 있다는 것을 시사하는 증거를 포착했다”고 말했다.

공생균의 기후변화에 대한 영향

연구팀은 68개 소나무 숲에서 채집한 1,500여 개의 토양 샘플을 대상으로 공생균을 조사한 바 있다. 플로리다에서 알래스카까지 몇 년 동안 확보했는데, 샘플의 유전자 시퀀싱 분석 결과 곰팡이는 지역마다 다르게 나타났다. 연구팀은 정보를 모두 결합해 전 세계 공생균과 나무 사이의 연관성을 지도화했다.

최근 연구에서는 과거 기후 데이터와 곰팡이 패턴 사이의 연관성이 조사됐다. 연구팀은 각 부지 및 핵심 토양 샘플 데이터를 활용해, 기후변화가 북미에서만 곰팡이 다양성 패턴에 영향을 미친다는 사실을 발견했다. 기후변화는 곰팡이에게 최적의 온도 변화도 만들어낼 수 있다. 가령 추운 삼림에서의 곰팡이 다양성은 연간 평균 섭씨 5도에서 정점에 도달하며, 동부 온대림에서는 연간 평균 섭씨 20도에 가까워질 수 있다.

연구팀은 이 과정에서 특수 모델을 적용, 데이터를 사용해 기후변화에 대한 공생균의 반응을 계산했다. 그 결과 기온이 더 낮아야 하는 북미 소나무 숲에서는 지구 온도의 상승이 외생균근균의 25% 이상을 없앨 수 있는 것으로 나타났다. 반면 동부 온대림에서는 온도 상승이 해당 균종을 30~50%까지 증가시킬 수 있었다. 이 수치는 2070년까지 이어질 것으로 추정된다.

연구팀은 “외생균근균이 멸종되지 않아도 다른 숲에서의 분포는 균일하게 나타나지 않을 수 있다”고 지적했다. 나무가 소실된 숲의 경우 더 이상 균근의 혜택이 발생하지 않을 수도 있다. 추운 숲에서 자라는 나무는 외부 요인에 대한 회복력이 부재하지만, 온대 숲의 나무는 더욱 강해질 수 있다.

산림의 곰팡이 다양성은 탄소배출관리에도 매우 중요하다. 공생균은 침식과 손상 및 질병으로부터 뿌리를 보호할 수 있다. 이외에도 곰팡이는 탄소 저장에 영향을 미치는 토양 축적을 촉진하는 역할도 한다. 뿌리가 곰팡이에 의해 강화된다는 점에서, 나무가 토양에서 더 많은 탄소를 효과적으로 얻을 수 있다. 공생균의 고르지 않는 분포는 탄소 격리 차원에서 숲의 역할에 더 많은 영향을 미칠 수 있다.

온라인 플랫폼 '아워월드인데이터'에 따르면 2017년 기준으로 전 세계 이산화탄소 배출량은 362억 톤에 달했다. 아시아는 이산화탄소 배출량 중 53%인 190억 톤으로 가장 높은 비중을 차지했으며, 이어 북미가 18%로 65억 톤, 유럽이 17%의 61억 톤, 아프리카 3.7%의 13억 톤, 남미 3.2%의 11억 톤, 오세아니아 1.3%의 0.5톤으로 나타났다.

국가별로는 중국이 27%의 98억 톤, 미국 15%의 35억 톤, 유럽연합 9.8%의 35억 톤, 남아프리카 1.3%의 4억 5,600만 톤, 브라질 1.3%의 4억 7,600만 톤, 호주 1.1%의 4억 1,400만 톤이었다.

한윤경 기자 ra@gmail.com
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