토양 균류연결망 지도를 만든다: 야생버섯의 신비(178)

토양 균류연결망 지도를 만든다: 야생버섯의 신비(178)
과학자들은 수십억 마일 길이를 가진 땅속 균류 연결망 지도 작성을 원하고 있다. 균류 연결망들은 토양 안에 대략 55억 톤의 탄소를 저장한다.
 

사진1. fungal deposit 출처: SPUN, or the Society for the Protection of Underground Networks,

 2021년 처음으로 과학자들은 지구상의 지식에 대한 마지막 개척지 중 하나인 균류 연결망(fungal networks) 지도를 작성하기 위한 여행을 떠날 것이다. 균류 연결망은 원래 지구 행성의 순환계를 구성하는 것으로 아직 까지 미지의 지식 분야이다. 이 지도 제작 과정은 생태계 보존을 위해 균류 생물다양성을 식별하고 이러한 종들이 생태계 안에서 상호 작용하는 방식에 대한 이해를 높이며 토양에 더 많은 탄소를 유지 저장할 수 있기를 희망하는 것이다.

그리고 균류에 대한 전체 지식은 우리의 발아래 깊숙이 숨어있다. 토양 안에서 균류는 탄소를 활용하여 "영양소 고속도로"를 형성하는데 식물 뿌리를 서로 연결하고 탄소를 영양분으로 교환하게 해 준다. 그리고 수조 마일에 달하는 땅속 균류 연결망이 지구 전역에 존재한다고 알려져 있음에도 불구하고 우리는 이에 대해 거의 모르고 있다.

미세한 지하 균류의 광대한 연결망은 지구의 생태계에서 중요한 역할을 담당한다. 실제로 균근 균류가 없었다면 식물은 바다로부터 육지에 도달하지 못했을 것이다. 수억 년 전 모든 식물은 균근 균류와의 협력으로 인해 육지에 정착할 수 있을 때까지 수생 생물이었다. 허지만 우리는 그동안 이러한 균류에 대하여 잘 모르고 있었던 것이다. 수조 마일의 필라멘트로 구성되어 지구 토양과 그 안의 식물에게 영양분, 물, 정보를 전달하는 균류는 그들이 지속 가능하게 하는 식물만큼이나 세계 생태계에 매우 중요한 것이다.

이것이 지하연결망보호협회(SPUN)가 전 세계에서 인공지능(AI)을 사용하여 발견된 핫스팟으로부터 10,000개의 표본을 수집하는 새로운 발의(發意 initiative)를 시작하는 이유이다. 임무의 목표는 이러한 균류연결망을 피해로부터 보호하는 동시에 토양 생물의 다양성과 비옥도를 위해 없어서는 안 되는 것이기 때문에 이산화탄소를 흡수하고 저장하는 능력을 향상시키려는 것이다.
 

사진 2:  미국 동부지역의 광대버섯. 파리를 잡고 환각성분이 들어 있다. 균근균이다.

지구의 땅속 균류연결망 지도를 제작하려는 탐색
(The quest to map the Earth's underground fungal networks)

BBC 뉴스에 따르면 상황을 이해하기 위하여 먼저 토양의 맨 위 3.9인치(10cm)에 있는 균류 연결망의 전체 길이가 약 280조 마일(450천조km) 이상이며, 이는 우리 은하계(galaxy) 면적의 거의 절반에 해당한다는 사실을 알아야 한다고 한다.

그리고 이러한 방식으로 지하 생태계 지도를 작성하기 위한 최초의 광범위한 노력은 2022년에 약 18개월에 걸쳐 파타고니아에서 첫 번째 표본을 수집할 것이다. 그런 다음 컴퓨터 기계 학습을 사용하여 균류 연결망의 기능과 지구 온난화를 줄이는 데 도움이 되는 넓은 삼림 지대인 탄소 흡수원(carbon sinks. 대기에서 방출되는 것보다 더 많은 이산화탄소를 수집하는 모든 것)이 지닌 역할에 대한 지도가 제작된다. 이러한 노력은 현재 추정치에 따르면 균류 연결망에 의해 대기에서 수집되어 토양에 저장되는 이산화탄소의 양이 약 55억 톤이나 되기 때문에 믿을 수 없을 만큼 매우 중요하다. 거기다가 그 수치를 3배 이상 높일 수 있다고 BBC 뉴스는 보도하였다.
 

사진3: 균사체 연결망의 고해상도 이미지. 로레토 오야르테 갈베스 High resolution image of mycelium network. 사진 Loreto Oyarte Galvez

그동안 농업의 성장과 비료 및 농약의 사용, 삼림 벌채, 도시화로 말미암아 이러한 균류 연결망이 위협 받고 있는 이 시점에 이 지도는 가장 취약한 생태계를 식별하려는 과학자들이 사용하게 될 것이라고 영국 일간지 The Guardian이 보도하고 있다. 그러면 지방 환경 보존 단체가 앞장서서 지하 생태계를 위한 “보존 통로” (conservation corridors)를 조성할 것이다.

암스테르담에 있는 VU 대학교 진화생물학 교수인 토비 키어스(Toby Kiers)는 BBC 뉴스에 "이 지하 생태계를 잃는다면 기후 변화에 맞서 싸울 수 있는 능력에 심각한 결과를 초래할 것"이라고 말했다 . 그녀는 균류가 "보이지 않는 생태계 엔지니어이며 대중들은 이 균류의 손실에 대하여 전혀 눈치 채지 못하고 있다"고 하였다.
 

사진4: 핵을 포함하는 생식 포자가 있는 균류 연결망의 공초점 3D 이미지. 사진 Vasilis Kokkoris

과학자들이 확인한 핫스팟 10개소는 캐나다 툰드라, 멕시코 고원, 남미의 고지대, 모로코, 서사하라, 이스라엘의 네게브 사막, 카자흐스탄의 대초원, 티베트의 초원과 고지대, 러시아 타이가이다. 그리고 이 광대하고 숨어있는 연결망은 인간이 초래한 기후 변화의 최악의 영향을 억제하는 데 귀중한 동맹체(allies)이기 때문에 세계는 분명히 이 발의(發意 initiative)를 예의((銳意) 주시(注視)할 것이다.

그리고 이 프로젝트에 자문을 제공하고 있는 영국의 환경보호론자이자 영장류학자이며 인류학자인 Jane Goodall에 따르면 "더 늦기 전에 생명이 의존하는 토양을 보호하려는 우리의 노력에 지하 균류 연결망에 대한 이해가 필수적이다." 

자료출처:

* Derya Ozdemir, Scientists Want to Map Trillions of Miles of Underground Fungus Networks, Dec 01, 2021
https://interestingengineering.com/trillions-of-miles-of-underground-fungus-networks
 
* Evan Bush, ‘Amazon forests of the underground’: Why scientists want to map the world's fungi, Dec. 12, 2021
https://www.nbcnews.com/science/science-news/amazon-forests-underground-scientists-want-map-worlds-fungi-rcna7899