한국 과학자들이 남극에서 꽃을 피우는 일부 식물이 곰팡이에 감염돼 병들고 있다는 사실을 처음으로 확인했다. 기후변화로 기온이 상승하며 남극이 곰팡이가 서식할 수 있는 환경으로 바뀌면서 남극 생태계가 위협을 받고 있다는 지적이 나온다.
극지연구소는 23일 남극에서 사는 현화식물인 '남극개미자리'가 잎이 노랗게 변하면서 점차 하얗게 말라죽는 현상을 발견했다고 밝혔다.
현화식물은 생식기관인 꽃이 있고 열매를 맺으며 씨로 번식하는 고등 식물로, 남극에서는 남극좀새풀과 남극개미자리 2종만 자라고 있다.
이정은 극지연 책임연구원이 이끄는 연구진은 남극 2020년 세종과학기지 인근에 서식하는 남극개미자리가 죽어가는 현상을 발견했다. 위도 60도 이상의 남극에서는 이끼류가 병원균에 감염된 사례는 보고된 일이 있지만, 자연 상태에서 현화식물이 병든 사례가 보고된 것은 처음이다.
연구진은 병을 유발한 곰팡이가 식물에 서식하던 자낭균문에 속하는 입술버섯강이나 두건버섯강일 것으로 추정했다. 이 중 입술버섯강에 속하는 곰팡이를 대상으로 유전체 분석을 진행한 결과 이 곰팡이가 사과나 배와 같은 과실류에 검은별무늬병을 일으키는 식물병해균과 계통적으로 가까운 것으로 나타났다.
연구진은 이들 곰팡이가 이전까지는 식물에 해를 가하지 않는 내생균 상태로 있다가 최근 남극이 20도를 넘으면서 생장이 촉진돼 병을 유발하는 병원균으로 활성화된 것으로 보고 있다.
극지연에 따르면 세종과학기지가 들어선 서남극은 최근 50년간 연평균 기온이 3도 이상 올라가면서 생태계에 큰 변화가 일어나고 있다. 지난 2020년에는 20.75도까지 올라가며 전례 없는 이상고온을 기록했다. 연구진은 빙하가 녹아 드러난 땅을 식물들이 빠르게 뒤덮으면서 눈에 보이지 않는 곰팡이도 함께 세력을 확장하고 있다고 분석했다.
연구진은 이번에 분석한 곰팡이의 유전체 정보가 식물병해균의 진단이나 예방, 식물분해능력을 활용한 산업 효소 개발에 활용될 수 있다고 보고 실용화 가능성을 검토하고 있다. 또 남극의 곰팡이가 병원균으로 활성화되는 과정에 기후변화가 어떤 영향을 미치는지 추가로 분석할 계획이다.
이번 연구는 해양수산부가 지원하는 '온난화로 인한 극지 서식환경 변화와 생물적응진화연구사업'의 하나로 수행됐다. 곰팡이 유전체 분석 결과는 국제 학술지인 '플랜트 디지즈(Plant Disease)' 4월호에 실렸다.
참고 자료
Plant Disease(2023), DOI: https://doi.org/10.1094/PDIS-03-22-0706-A