3'20" 읽기
- 과학적 사실 테스트에서 숲의 균근 네트워크에 대한 일반적인 가정
- 곰팡이 연결이 연속적일까?
- 신호 교환에 대한 "증거 없음", 과학에서도 왜곡

"Wood Wide Web"은 무엇인가?
과학적 사실 테스트에서 숲의 균근 네트워크에 대한 일반적인 가정

사실 또는 희망사항?
숲 바닥의 나무 뿌리에 연결된 균류 네트워크는 놀라운 일을 한다고 한다. 책과 미디어에서 전파되는 곰팡이 "우드 와이드 웹"의 이미지. 그러나 이러한 주장은 얼마나 근거가 있을까? 균근 연구자들은 이제 이것을 더 면밀히 조사했다. 

▲ 숲의 나무는 광범위한 곰팡이 네트워크로 지하에 연결되어 있을까? 이 "Wood Wide Web"의 존재가 논란이 되고 있다.

많은 나무가 뿌리 균류인 균근과 공생하며 산다. 이 균류의 미세한 균사는 나무뿌리보다 토양에 더 깊이 침투하여 물에 용해된 영양분을 운반한다. 그 대가로 나무는 광합성을 통해 잎에서 생산한 당분을 균류에게 공급한다. 이 공생이 두 파트너 모두에게 이점을 제공하고 최초의 육상 식물 개발에 결정적인 역할을 했을 수도 있다는 것은 논쟁의 여지가 없다.

테스트 벤치의 "Wood Wide Web“

그러나 균근의 이점은 어디까지 확장될까? 최근에는 숲 바닥의 균사체가 나무 사이에 광범위한 연결 네트워크를 형성한다는 보고가 헤드라인을 장식했다. 나무는 이 "Wood-Wide-Web"을 통해 예를 들어 해충 침입 시 화학 경보 물질의 형태로 영양분과 통신 신호를 서로 교환해야 한다. 특히 어린 식물은 이 곰팡이 네트워크를 통해 오래된 나무로부터 적절한 도움을 받아야 한다.

캐나다 앨버타 대학의 저스틴 카르스트(Justine Karst)와 그녀의 동료들은 "이 아이디어가 인기 있는 만큼 이러한 주장에 대한 신뢰할 수 있는 과학적 증거가 있는지에 대한 의문이 제기된다"고 말했다. 따라서 균근 연구자 팀은 이 주제에 대해 발표된 연구를 기반으로 "Wood-Wide-Web"의 세 가지 핵심 주장을 다시 한 번 자세히 조사했다.

곰팡이 연결이 연속적일까?

결과:
숲을 포괄하는 그러한 균근 네트워크에 대한 거의 모든 대중적인 진술은 명확한 증거를 기반으로 하지 않고 모순되고 희박하며 종종 체계적으로 불순한 조사로 돌아간다. “균근 네트워크에 대한 연구가 뿌리 균류에 대한 큰 관심을 불러일으켰다는 것은 기쁜 일이다. 그러나 많은 대중적인 아이디어가 확고한 과학적 근거를 가지고 있지 않다는 것을 이해하는 것이 중요하다"고 Kast는 말했다.

▲ 침엽수 뿌리의 균근균. © Marc-André Selosse

특히 이 검토는 세 가지 측면에서 문제가 있는 과잉 해석을 드러냈다.
첫 번째: 이웃 나무의 뿌리 영역에 있는 곰팡이 네트워크가 실제로 연결되어 있고 동일한 곰팡이 유기체에서 유래했는지 여부를 지금까지 증명하는 것이 어려웠다. 이러한 지속적인 연결을 증명하는 방법이 부족하다. "이웃 나무에 같은 종의 균류에서 나온 균근이 있더라도 각 나무는 여전히 이 균류의 서로 다른 별도 클론에 의해 식민지화될 수 있다"고 연구자들은 설명했다.
지금까지 일치하는 곰팡이 클론은 전 세계적으로 약 7만3300종의 나무 중에서 3개의 숲에 있는 2종의 나무에서만 발견되었다. 세 가지 경우에만 균근균의 연결이 더 자세히 조사되었다. "따라서 숲에서 발생하는 균근 네트워크의 빈도는 크게 과대평가될 수 있다"고 Kast와 그녀의 팀은 보고했다.

곰팡이 실을 통한 것뿐만 아니라 영양분 수송

두 번째 측면은 곰팡이 네트워크를 통한 영양분의 수송이다. 일반적인 믿음에 따르면, 나무는 인, 질소 및 기타 식물 영양소를 교환하기 위해 이것을 사용하여 서로의 성장을 촉진한다. 지금까지 이것은 미세한 그물이나 호일로 이웃 나무의 곰팡이 실에서 개별 어린 식물의 뿌리 공을 분리하여 조사되었다. 그런 다음 어린나무가 덜 번성한다면 그 이유는 곰팡이 네트워크를 통한 절단된 양분 수송 때문일 것이다.

그러나 Kast와 그녀의 팀이 설명하는 것처럼 그 결론은 유효하지 않다. 격리된 식물의 성장 불량은 몇 가지 다른 이유 때문일 수 있기 때문이다. 공의 덮개는 또한 뿌리의 성장을 방해할 수 있으며, 이러한 테스트의 대부분은 영양분이 곰팡이 균사 없이 공극수를 통해 단순히 운반될 가능성을 배제할 수 없다.

신호 교환에 대한 "증거 없음"

"균근 네트워크를 식물 간의 자원 이동 매개체로 해석한 모든 연구에서 결과는 이 네트워크의 존재 없이도 설명될 수 있다"고 균근 연구자들은 보고한다. “이러한 네트워크 효과가 존재하지 않는다는 의미는 아니다. 다만 아직까지는 현장 테스트에서 명확하게 입증된 바가 없다는 점을 인지해야 한다”고 말했다.

세 번째 측면에도 동일하게 적용된다.
이 논문에 따르면 고목은 주로 균근 네트워크를 통해 어린 나무와 연결되어 영양분과 해충에 대한 화학적 경고를 통해 성장을 촉진한다. Kast와 그녀의 팀은 "우리는 발표된 동료 검토 연구에서 이러한 가정에 대한 증거를 찾을 수 없었다"고 말했다. 지금까지 수행된 몇 가지 테스트에서 상충되는 결과가 나왔다. 하나는 뿌리가 접촉했을 때 신호 교환이 일어나지 않았고, 다른 하나는 토양수에 용해된 물질을 통해 신호 교환이 발생했다.

과학에서도 왜곡

"우리는 균근 네트워크의 독특하고 긍정적인 효과에 대한 대중적인 주장이 과학적 증거에 근거하지 않는다고 결론지었다"고 Kast와 그녀의 동료들은 말했다. 그러나 과학 자체는 이것에 대한 책임이 없다. 전문 기사에서도 이 주제에 대한 다른 연구 결과는 종종 과대 평가되어 잘못된 그림을 그리기 때문이다. 이것은 균근 네트워크에 대한 현재 연구 상태가 얼마나 논란의 여지가 있고 근거가 부족한지를 명확하게 밝히지 않는다.

Kast와 그녀의 팀은 "올바른 삼림 관리에 대한 결정에는 건전한 과학이 필수적이기 때문에 이러한 방식으로 균근 네트워크에 대한 연구 상태를 편향시키는 것도 문제다"고 강조했다. “추가 증거 없이 결정과 관행을 곰팡이 네트워크에 적용하는 것은 시기상조다. 또한 사실에 대한 허위 진술은 과학에 대한 대중의 신뢰를 약화시킨다.”
(Nature Ecology & Evolution, 2023; doi: 10.1038/s41559-023-01986-1)
출처: Nature, University of Alberta

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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