비밀 파트너, 나무가 곰팡이와 협력하는 이유

나무는 종종 충실한 동료인 균류와 밀접하게 연합하여 산다. 

관찰자의 눈에는 숨겨져 있어 식물이 영양이 부족한 곳에서도 최적의 상태로 성장하고 번성할 수 있다. 균류는 상부 토양 지역에서 소위 균사라고 하는 가는 실의 조밀한 네트워크로 파트너의 거의 모든 뿌리 끝을 감싸고 물에 용해된 영양소 요소를 연다. 뿌리와 균사가 독특하게 뒤섞여 있어 나무가 더 많은 양분을 흡수할 수 있다. 

▲ 나무는 차례로 광합성을 통해 생성된 당을 곰팡이에 제공한다. 버섯 출처: Amanita muscaria 3 vliegenzwammen op rij.jpg / https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2006-10-25_Amanita_muscaria_crop.jpg

미세한 균사체는 나무의 흡입 뿌리보다 훨씬 더 밀접하게 토양을 관통한다. 또한 박테리아와 같은 원치 않는 침입자를 나무뿌리에서 멀리하는 보호 코트를 형성한다. 나무는 차례로 광합성을 통해 생성된 당을 곰팡이에 제공한다. 이는 상호 유익한 관계이다. 이러한 유형의 공생을 균근(mycorrhiza)이라고 하며 이는 버섯 뿌리와 같은 것을 의미한다. 

화석은 그들의 기원이 먼 여정을 거슬러 올라간다고 알려준다. 원시 녹조류는 식물이 물 밖으로 나오기 전에도 성공적인 협력에 필요한 유전자를 이미 가지고 있었던 것 같다. 약 4억 5천만 년 전 첫 번째 식물 국가가 시작했을 때 처음부터 도움이 되는 파트너가 있었다. 이 커뮤니티가 먼저 해안에 쉼터를 가능하게 했을 것이다. 오늘날 육상 식물의 조상은 진정한 도전에 직면했다. 생존에 필수적인 영양소를 물에서는 자유롭게 이용할 수 있지만 본토에서는 토양이 그것들을 가두어 두었다. 물질이 먼저 해결되어야 했다. 즉, 곰팡이가 대신할 수 있는 작업이었다. 

충성스러운 파트너

곰팡이와 나무뿌리 사이의 물질 교환이 최적으로 기능하기 위해 진화 과정에서 다양한 유형의 균근이 발달했다. 여기에서 균사체는 코르크가 없는 어린뿌리 끝 주위에 조밀한 껍질을 형성한다. 이 뿌리 공생의 변형은 중부 유럽 숲에서 가장 일반적이다. 자작나무, 너도밤나무, 소나무, 버드나무, 장미과가 대표적인 나무다. 

버섯 파트너는 대부분 Boletales 및 Agaricales 목의 버섯이다(예: ceps, toadstools 또는 button 버섯). 때때로 곰팡이와 나무는 서로 완벽하게 적응해 다른 종과 공생하지 않는다. 황금 boletus는 낙엽송과만 교제하며 자작나무 곰팡이는 이름에서 알 수 있듯이 자작나무와만 교제한다. 곰팡이를 좋아하는 나무는 이 지식을 활용할 수 있다. 먼저 적당한 입지를 찾은 다음 원하는 버섯을 찾는다.

천연 에어컨: 숲이 지구를 식히는 방법

나무가 물과 공기의 도움으로 고에너지 포도당을 생산한다는 사실은 곰팡이 파트너에게만 매우 유용한 것이 아니다. 인간도 혜택을 받는다. 한편으로 모든 녹색 식물과 마찬가지로 나무는 광합성 과정에서 기후를 손상시키는 온실가스 CO2를 사용한다. 

다른 한편으로는 포도당 외에도 우리에게 매우 중요한 산소를 생성한다. 예를 들어, 높이가 25미터인 너도밤나무는 여름 성장기에 한 시간에 1.75킬로그램의 가스를 방출해 여러 사람에게 공급할 ​​수 있다. 간단히 말해서, 나무는 우리에게 숨을 쉴 수 있는 공기를 제공하고 생명에 적대적으로 대기가 가열되는 것을 방지한다. 평균적으로 나무는 매년 환경에서 약 10kg의 이산화탄소를 흡수하고 장기간 탄소 형태로 저장한다. 정확히 양은 수종, 나무의 밀도 및 수령과 같은 요인에 따라 다르다.

버퍼 핫스팟 열대 우림

저장 기능 덕분에 지구에 있는 약 3조 그루의 나무는 지구의 녹색 허파의 중요한 부분을 차지한다. 거대한 나무와 함께 특히 남미, 아프리카 및 아시아의 열대 우림은 기후 시스템에서 중요한 완충 역할을 한다. 그러나 귀중한 보고가 위험에 처해 있다. 화전으로 인해 점점 더 많은 나무가 베어지거나 파괴되고 있기 때문에 숲은 점점 더 적은 양의 CO2를 흡수하고 있다. 또 가뭄이 잦아지는 등 기후변화에 따른 현상으로 남아 있는 나무들이 곳곳에서 피해를 보고 있다. 연구원들은 무엇보다도 큰 나무가 이것에 민감하다는 것을 보여줄 수 있었다. 큰 나무는 성장 속도가 느려 이산화탄소를 적게 전환시키거나 심지어 완전히 죽는다.

깨끗한 공기를 위한 필터

CO2를 제거하는 능력은 아마도 가장 중요하지만 기후에 영향을 미치는 나무의 유일한 특성은 아니다. 덥고 화창한 날에 최대 400리터의 물을 증발시키면 식물의 습도가 10퍼센트로, 물은 증발할 때 열을 소모하기 때문에 이러한 방식으로 주변을 최대 3도까지 냉각할 수 있다. 그들은 또한 효과적인 먼지 필터 역할을 한다. 약 1,600제곱미터의 잎 면적을 가진 나무는 매년 공기에서 최대 1톤의 작은 입자를 제거할 수 있다. (계속)

[더사이언스플러스]

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