숲 생태계 숨은 지배자, 식물 공생 '내생균'이었다

숲 생태계의 구조와 기능을 좌우하는 핵심적인 미생물이 일본 연구진에 의해 밝혀졌다.

28일 일본 교토대학교 연구팀은 숲의 토양과 뿌리 시스템에 서식하는 미생물 군집에서 핵심종(keystone species) 역할을 하는 특정 곰팡이 그룹을 찾아냈다고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.

연구팀이 지목한 핵심종은 식물 조직 내부에 공생하는 '내생균'(endophytes)이다. 이들이 식물과 뿌리 및 토양 미생물 간의 공생 관계를 재편하는 데 핵심적인 역할을 할 수 있는 것으로 나타났다.

핵심종은 생태계 전체의 구조와 기능에 매우 큰 영향을 미치는 종을 말한다. 과학자들은 토양에 서식하는 수많은 미생물 중에서도 이러한 '숨겨진' 핵심종이 있을 것으로 추정해왔지만, 광대한 숲과 같은 환경에서 특정 종의 영향을 실험적으로 평가하기는 어려웠다.

연구팀은 나가노현 스가다이라의 냉온대림에서 1270개의 뿌리 샘플을 채취해 곰팡이와 박테리아의 DNA 데이터를 분석했다. 이를 통해 미생물 군집의 구성을 모델링하고, 군집 구조를 극적으로 바꿀 수 있는 종을 식별하기 위한 알고리즘을 개발해 슈퍼컴퓨터로 분석했다.

또한 연구팀은 유럽 숲의 대규모 데이터 세트와 나가노의 데이터를 비교하여 광범위한 지리적 거리에서도 연구 결과가 유효함을 확인했다. 이전까지 내생균은 숲 생태계에 미치는 영향에 대해 거의 주목받지 못했지만, 이번 연구를 통해 이들이 곰팡이 군집의 구조에 상당한 영향을 미친다는 사실이 드러났다.

연구팀은 이번에 개발된 새로운 방법론이 숲을 넘어 다른 복잡한 마이크로바이옴의 역학을 뒷받침하는 중요한 미생물을 식별하는 데에도 적용될 수 있을 것으로 기대했다. 향후 미생물 군집을 포함한 생태계 전체를 고려하는 관리 기술로 이어질 수 있다는 전망이다.