[표지로 읽는 과학] 숲속 생태계가 변하고 있다.

2019.05.18 10:39
네이처 제공
네이처 제공

국제학술지 ‘네이처’는 녹음이 가득한 숲의 모습을 16일 표지로 실었다. 숲 속 나무 뿌리에는 미생물 공생체가 서식한다. 공생체는 식물 내에 서식하는 타종의 생물군을 뜻하는 말로, 숲 생태계 기능에 강력한 영향을 미친다. 식물의 영양분 및 탄소 흡수와 기후변화 대처 능력에 대한 영향을 준다. 어떤 공생체가 서식하는지를 파악하면 숲 생태계를 판단하는데 도움이 된다. 


카비르 피이 미국 스탠퍼드대 생물학과 교수 연구팀은 숲 생태계에 대한 이해를 높이기 위해 그 전세계 숲의 공생체 현황 지도를 제작했다.공생체 약 2만8000종과 나무 약 3100만 그루의 데이터, 110만 지역에 이르는 산림조사 데이터를 모았다. 


연구팀은 다양한 공생체 중 참나무와 소나무의 뿌리 외부에서 서식하는 외생균근균과 단풍나무와 삼나무의 뿌리 내부에 사는 내생균근균, 콩 관련된 질소고정박테리아 세 종류에 주목했다. 우선 가지고 있던 데이터를 기반으로 세 종류의 공생체의 현황을 파악했다. 기후, 토양 성분, 식생, 지형과 같은 다양한 변수를 고려한 컴퓨터 알고리즘을 통해 관련 데이터가 부족한 아시아나 아프리카 지역의 공생체 현황을 추측했다. 


그 결과, 질소고정박테리아는 온도와 토양의 산도에, 외생균근균과 내생균근균은 낙엽이 썩는 속도와 같은 유기물 분해율에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이로 인해 질소고정박테리아는 뜨겁고 건조한 온대 지역 이하 저위도 지역에서, 외생균근균은 온도가 낮은 고위도 지역의 숲에서 발견되는 것으로 확인됐다. 내생균근균은 유기물 부패 속도가 빠른 열대 지역 숲에서 많이 발견됐다.


연구팀은 이를 기반으로 지구온난화에 따른 숲속 생태계 미래를 예측했다. 연구팀은 “이산화탄소 배출량이 2070년까지 현재와 같은 추세로 계속 이어진다면 외생균근균의 10%가 줄어든다”며 “이들에 의존하는 나무도 그만큼 줄어들 것”이라고 분석했다. 외생균근균에 의존하는 나무는 현재 지구상에 약 60%에 달하는 것으로 알려졌다. 해당 나무들이 사라지면 토양과 나무가 저장하고 있던 이산화탄소가 대기중에 배출되며 지구온난화가 가속화될 것으로 예측된다.


피이 교수는 "이번에 새로 제작한 공생체 현황지도는 지구 생태계가 어떻게 움직이는지 이해하는 데 도움을 줄 것"이라며 “현재와 같은 지구온난화 추세가 지속될 경우 숲의 공생 관계가 무너지고 결국 인간에게 영향을 미칠 것”이라고 우려했다.

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