[이미디어= 황원희 기자] 지구에서 가장 강력한 탄소 흡수원 중 하나인 이탄 지대가 기후 온난화와 지역적 건조화로 위기를 맞고 있는 가운데, 식물과 미생물 간의 고대 협력이 이 생태계를 보호하는 데 중요한 역할을 한다는 연구 결과가 발표됐다.

영국 브리스톨 대학교를 비롯한 국제 연구팀은 최근 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재한 논문을 통해, 아열대 중국의 자오공팅 이탄지에서 수천 년 전 일어난 식생 변화와 미생물 반응이 이탄지의 탄소 저장 기능을 유지하는 데 핵심적 역할을 했다고 밝혔다. 

▲제공=USGS/ NASA(earthexplorer.usgs.gov )

연구에 따르면, 약 8,000년에서 6,000년 전 중기 홀로세 건조기 동안 이 지역에서는 목질 식물이 빠르게 확산돼 풀을 대체하고 이끼와 공존했다. 이러한 식생 변화는 이탄 내 유기물의 화학적 조성을 변화시켜, 탄수화물 비율은 줄고 분해 저항성이 강한 방향족 화합물이 늘어나도록 했다. 이로 인해 이탄은 미생물에 의한 분해에 더 강해졌으며, 미생물 또한 대사 방식을 조정해 탄소 손실 속도를 늦췄다.

연구를 이끈 브리스톨 대학교의 이밍 장 박사는 “목질 식물은 건조한 기후에 적응했을 뿐 아니라, 그들의 생체 구성 성분이 이탄의 분해 저항력을 높였다”며 “이에 따라 미생물은 대사를 조정하면서 탄소 방출을 줄이는 방향으로 반응했다”고 설명했다. 그는 이러한 상호작용을 “이전까지 알려지지 않았던 놀라운 자연의 피드백”이라고 표현했다.

연구팀은 식물 화석, 미생물 바이오마커, 동위원소 분석 등 다양한 기술을 활용해 1만 4천 년에 걸친 자오공팅 이탄지의 생태 변화를 복원했다. 그 결과, 기후가 건조했던 시기에도 이탄이 오히려 더 많은 탄소를 축적했다는 점이 확인됐다. 연구진은 해당 기간 이탄 내 탄소 축적률이 다른 시기에 비해 거의 세 배에 달했다고 밝혔다.

브리스톨 카봇 환경연구소의 리치 팬코스트 교수는 “이 연구는 기후 변화, 생태계 반응, 탄소 순환 사이의 복잡한 상호작용을 보여준다”며, “식생 변화가 유기물 조성과 반응성에 미치는 영향이 매우 크다”고 강조했다.

엑서터 대학교의 공동 저자인 안젤라 갈레고-살라 교수는 “이탄지는 수천 년에 걸쳐 형성된 독특한 생태계로, 자체적인 수문생태학적 피드백이 내재돼 있다”고 말했다. 그러면서도 “이번 연구는 이러한 피드백 외에 건조기 기후에서도 작동하는 새로운 보호 메커니즘을 제시하며, 이는 현재 기후변화 시대에서 이탄지 보전에 중요한 시사점을 준다”고 덧붙였다.

다만 연구진은 이러한 식물-미생물 협력 구조가 무한정 지속되지 않을 수 있다고 경고했다. 장 박사는 “목질 식물의 확산이 탄소 저장을 계속 증가시키지는 않으며, 생태계가 근본적으로 변화하는 임계점에 도달할 수 있다”고 말했다. 이러한 한계에 도달하면 이탄지가 탄소를 배출하는 생태계로 전환될 위험도 있다는 것이다.

브리스톨 대학의 탄소-에너지-기후 시스템(CERES) 연구팀은 앞으로도 기후 변화에 따른 이탄지 반응을 더 면밀히 관찰할 필요가 있다고 강조하며, 미생물과 탄소 순환 간의 상호작용을 집중적으로 연구한다는 방침을 밝혔다.

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