지구의 기후변화 연구에 중요한 잎 다양성의 발견

[출처 : ScienceDaily News Release : 1997년 12월 10일]

북미 전체에 걸쳐 서식하는 약 280종의 식물 잎(leaves)에 대한 새로운 연구 결과, 각 식물들이 서로 다른 진화적 기원(evolutionary origins)을 가졌음에도 불구하고 구조(structure)와 기능(function)상의 두드러진 유사점이 발견된다고 한다.

이번 연구 결과는 단순한 호기심 차원을 벗어나서 컴퓨터를 사용한 모델링(computer modeling)이 지구의 식생(vegetation)과 기후가 미치는 효과를 밝혀내는데 매우 손쉬운 방법을 제공한다는 것을 보여주기도 했다. 또한 컴퓨터를 사용해서 만들어낸 모델을 통해서 지구 기후 변화(global climate change)가 지구의 산소(oxygen)와 식량(food), 주거 시설(shelter)을 만들어내는데 필요한 식물에게 미치는 영향을 미리 예측(prediction)하려는 연구가 활발하게 전개될 것으로 전문가들은 기대하고 있다. 식물은 위와 같은 구실 이외에도 여러 경로를 거쳐 대기 중에 존재하게 되는 이산화탄소(carbon dioxide)를 흡수하는 역할도 하는 것으로 알려져 있다.

이번 연구는 12월 10일자 학술 잡지 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표되었으며, 이는 미국 미네소타대학(Univ. of Minnesota)과 에너지성(U.S. Dept. of Energy)의 브룩헤븐 국립 시험소(Brookhaven National Laboratory ; BNL)의 학자들이 연구한 결과로 미네소타대학의 피터 레이(Peter Reich) 박사가 주도했다. BNL의 수목 생리학자(tree physiologist)인 데이빗 엘스워스(David Ellsworth)는 이번 연구 결과가 지난 2세기 동안 생태학자들과 진화생물학자들의 중요한 관심사이자 의문이었던 질문에 대한 중요한 답을 한 셈이라고 이번 연구 결과를 평가했다. 그 질문은 서로 다른 기후 조건에서 전 세계의 식물 종들이 비슷한 형태의 잎을 나타날 수 있는가 하는 것이다.

그는 이번 연구 결과로 잎의 수명(lifespan)과 이들의 형태(form), 기능(function)이 전세계 기후 조건에 따라 나타나게 되는 생태계 기간(ecosystems spanning)에 따라서 반복적인 패턴(repeated patterns)을 보인다는 사실이 밝혀졌다고 설명했다. 물론 이들의 연구 결과가 적도 지방에 서식하는 포인세티아(poinsettia)가 알프스 산맥에서 서식하고 있는 전나무(alpine fir tree)와 똑같다는 것을 의미하지는 않는다. 그러나 이번 연구 결과는 지구의 기후 변화가 식물 기능(plant function)에 미치는 영향을 측정하는데 있어서 어려움을 느끼고 있는, 지구 규모(global-scale)의 모델을 만드는 사람들(modelers)에게 커다란 희망을 심어줄 수 있다고 연구진은 밝혔다.

이번 연구 보고에는 적도 산림 지대(tropical forests)와 온대 기후 산림 지대(temperate forests)에서부터 고지대의 툰드라(tundra)와 사막에 걸친 생물 군계(biomes)에서 발견되는 식물들에 대한 자세한 내용이 실려 있다. 생물 군계는 일종의 기후 지역(climate regions)이라고 할 수 있다. 이들 생물 군계는 매우 다른 온도 범위(temperature ranges)와 강수량 수준(precipitation levels), 토양 조건, 종 진화 역사(species evolutionary histories)를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 이들 지역 가운데 어디서 발견된 것이든지 이들의 영양물(nutrients)과 같은 서로 다른 요인(factors)과 광합성량(amount of photosynthesis), 호흡(respiration)으로 인한 이산화탄소 방출 사이에 일종의 연관관계가 나타났다.

저자들이 묘사한 연관 관계(relationships)를 토대로 과학자들이 모델을 만드는데 있어서 비약적인 단순화(quantum-leap simplications)가 가능할 것으로 보이며 지구상에 존재하는 모든 식물체를 하나하나 측정하거나 이해하지 못하더라도 간접적인 측정(measurements)이 가능할 것이라고 엘스워스는 밝혔다. - (cslee)

참 고: http://www.sciencedaily.com/story.asp?filename=971210063450