미국 캘리포니아 해안선과 산에 서식하는 삼나무와 참나무의 생존이 더 어려워 지기 시작할 것이라는 우려가 제기됐다. 기후변화가 이들 나무와 다른 나무들이 익숙한 온도와 강우 패턴을 변화시키고 있으며 많은 나무가 이미 견딜 수 있는 한계에 가까워졌기 때문이다.
로렌 색(Lawren Sack) UCLA 생태학 및 진화생물학 교수는 적합한 새로운 서식지를 식별하는 것은 곧 일부 캘리포니아 토착종의 생사 문제가 될 것으로 전망했다.
새로운 연구에서 색 교수와 다른 UCLA 생물학자들이 이끄는 팀은 종의 최적 서식지를 가리키는 임과 나무 줄기의 비밀 언어를 해독했다. 과학자들은 이 정보를 사용해 새로운 식물 개체군을 확립할 수 있는 새로운 위치를 더 잘 식별하고 기존 서식지에 대한 더 나은 보호를 개발할 수 있다.
과학자와 환경보호론자들은 특정 식물 종에 대한 최적의 환경을 결정할 수 있는 신뢰할 만한 방법을 아직 확보하지 못했다. 그들은 현재 식물 종이 자라는 위치를 주로 판단하는 경향이 있다. 그러나 많은 식물의 경우 현재의 서식지가 이상적이지 않다는 문제점이 있다.
예를 들어 캘리포니아에는 세계 어느 곳에서도 발견되지 않는 풍부한 종이 있다. 그러나 농업, 산업 및 도시의 성장으로 인해 많은 동물이 서식지 끝으로 밀려났고 기후변화는 문제를 더욱 악화시켰다.
이 때문에 종을 현재의 서식지와 같은 다른 서식지로 옮기거나 현재 서식지만 보호하는 것이 논리적으로 보일 수 있지만 어느 접근 방식이든 종의 미래 생존을 위태롭게 할 수 있다고 연구진은 지적했다.
Functional Ecology에 발표된 새로운 연구는 각 종의 높이에 따라 선호하는 온도와 강우량을 추정하는 통계 모델을 설명한다. 잎의 크기, 시들음점, 해부학적 구조 및 화학적 조성과 나무의 밀도 등이 그것이다.
이후 해당 데이터를 사용해 연구진은 각 종이 선호하는 온도와 강우량을 예측하는 통계 모델을 만들었다. 또 이 모델을 통해 연구진은 식물이 원래의 기후와 얼마나 일치하는 않는지 추정했다.
논문의 수석 저자인 색 교수는 "식물 종은 잎과 나무의 '언어'를 통해 기후 선호도와 잠재적인 기후변화에 대한 취약성을 우리에게 직접적으로 드러낼 수 있다"며 "이제우리는 이것을 알았으니 나뭇잎과 나무 조각을 주면 식물이 어디에서 살기를 선호하는지에 대한 좋은 과학적 예측을 할 수 있다"고 말했다.
이어 "우리는 점점 더 심해지는 기후 문제에서 살아남을 수 있도록 돕기 위해 식물이 조직적 생리학의 언어로 자신의 선호도에 관해 우리에게 말하는 내용에 주목하고 있다"고 덧붙였다.
색 교수는 UCLA 박사 후 연구원 카밀라 메데이로스(Camila Medeiros), 국제팀과 협력해 주로 캘리포니아대학 자연보호 시스템 내 다양한 환경에서 100종 이상의 10가지 독특한 잎과 나무 특성을 분석했다. 과학자들이 분석한 생태계 유형은 캘리포니아 육지 면적의 약 70%에 해당한다.
논문의 첫 번째 저자인 메데이로스는 "잎과 나무 특성이 종의 기후와 일치한다는 것은 놀랍다"고 말했다.
예를 들어 더 따뜻하고 건조한 기후에 서식하는 종은 키가 더 짧은 경향이 있으며 잎이 더 두껍고 밀도가 높으며 시들음점이 낮다. 이는 물이 부족할 때 광합성을 계속하고 물을 더 쉽게 이용할 수 있을 때 더 빨리 자랄 수 있는 특성이다.
메데이로스 박사는 "나무와 잎에 나타나는 종의 선호 기후 반영은 분명히 식물 생리학과 캘리포니아 전역의 기후를 일치시키는 수천 년의 진화에서 비롯된 것"이라며 "우리는 우리가 샘플링한 생태계의 많은 식물이 우리가 추정한 최적의 틈새 지역과 기후가 다른 위치를 차지하고 있음을 발견했다. 기후변화가 계속됨에 따라 이것이 일반 나무를 포함해 많은 종의 민간성을 악화시키는 경향이 있다고 생각한다. 갤리포니아 벅아이 같은 관목과 보라색 세이지, 캘리포니아 라일락 같은 관목이 그 예다"고 설명했다.
과학자들은 식물의 기능적 특성을 사용해 기후 선호도를 정확하게 예측할 수 있는지에 대해 오랫동안 의견이 분분했다. 그리고 지금까지 사용 가능한 모든 최첨단 측정 기술과 고급 통계 모델링을 결합한 테스트는 없었다.
메데이로스 박사는 "일부 이전 연구에서는 개별적인 접근 방식을 하나씩 분석했지만 우리 연구는 모든 접근 방식을 동시에 적용했다는 점에서 새롭기 때문에 전례 없는 예측력을 갖게 됐다"고 말했다.
또한 그는 "이 접근 방식을 사용해 멸종 위기에 처한 종 중에 보전이 가장 필요한 종의 우선순위를 정하는 데 도움이 될 수 있다"고 부연했다.
[데일리e뉴스= 김병호 기자]
