일리노이주립박물관의 홍 첸(Hong Qian)과 미주리대학교 생물학과의 로버트 리클레프스(Robert E. Ricklefs)는 2000년 네이처(Nature)지에 비슷한 기후의 북미에 비해 동북아지역 식물종 다양성이 높은 이유로 동북아시아 지형의 복잡성과 신생대 기후변동에 의한 것이란 가설을 발표한 바 있다.
일반적으로 공통 조상을 가진 종의 특징은 매우 유사하기 때문에 경계가 불분명한 종들을 지칭하는 종복합체에서 일명 크리스마스트리로 불리는 구상나무는 제주도 한라산과 한반도 남부의 아고산대(지리산, 덕유산 등)에 사는 고유종이다.
이 나무의 근연종에는 분비나무, 사할린전나무(홋카이도 및 사할린 서식), 베이치전나무(일본 고유종) 등이 있다. 특히 분비나무는 구과(솔방울)의 비늘 방향이 아래로 향하지 않는 점만 제외하고는 구상나무와 매우 외관이 흡사하기 때문에 전문가들도 구분하기 힘들다.
동북아 식물 다양성, 구상나무 종복합체로 증명
크리스마스트리 구상나무 제주도 한라산 특산종
한반도 남부 아고산대(지리·덕유산 등)에 고유종
복잡한 지형과 신생대 기후변동 식물 다양성 화
북미에 비해 동북아 식물종 다양성 가설을 확인
나무 근연종 분비나무, 일본·사할린·베이치전나무
분비나무구과(솔방울) 비늘은 아래로 향하지않아
비닐 방향 아래인 구상나무와 매우 흡사한 외관
동북아시아 서식 식물종 다양성 지형의 복잡성과 신생대 기후변동 가설 구상나무 종복합체로 증명
환경부 소속 국립생물자원관은 비슷한 기후 조건에서 북미에 비해 동북아시아 서식 식물종이 다양한 이유가 지형의 복잡성과 신생대 기후변동 때문이라는 가설을 분비나무(구상나무) 종복합체 유전체 분석으로 증명했다고 밝혔다.
일리노이주립박물관의 홍 첸(Hong Qian)과 미주리대학교 생물학과의 로버트 리클레프스(Robert E. Ricklefs)는 2000년 네이처(Nature)지에 비슷한 기후의 북미에 비해 동북아지역 식물종 다양성이 높은 이유로 동북아시아 지형의 복잡성과 신생대 기후변동에 의한 것이란 가설을 발표한 바 있다.
일반적으로 공통 조상을 가진 종의 특징은 매우 유사하기 때문에 경계가 불분명한 종들을 지칭하는 종복합체에서 일명 크리스마스트리로 불리는 구상나무는 제주도 한라산과 한반도 남부의 아고산대(지리산, 덕유산 등)에 사는 고유종이다.
이 나무의 근연종에는 분비나무, 사할린전나무(홋카이도 및 사할린 서식), 베이치전나무(일본 고유종) 등이 있다. 특히 분비나무는 구과(솔방울)의 비늘 방향이 아래로 향하지 않는 점만 제외하고는 구상나무와 매우 외관이 흡사하기 때문에 전문가들도 구분하기 힘들다.
나무위키에 따르면 한국 특산종인 구상나무는 해발고도 500~2000m 지대의 과 ,, 등에서 자생하고 10~18m정도로 자란다. 잎은 선형이고 가지나 줄기에 돌려나며, 어린 가지 잎은 끝이 두 갈래로 갈라져 있고 회갈색의 수피는 거칠다.
노란색·분홍색·자주색·검은색 등 갖가지 색상의 솔방울처럼 피어난 꽃은 가을 열매도 형형색색
5~6월에 잎끝에 노란색·분홍색·자주색·검은색 등 갖가지 색을 나타내는 솔방울 같은 꽃이 피는데 가을에 익는 열매도 이 형형색색에 따라 여러 가지 색이다.
꽃 색상이 자주빛인 것은 ‘구상나무’고 검은빛이 강한 것은 ‘검구상’, 붉은빛이 도는 것은 ‘붉은구상’, 녹색인 것은 ‘푸른구상’이라고도 부른다. 열매는 원통형의 구과이고 9~10월에 성숙하는 데 보금자리인 제주도 한라산에서 지어진 이름이 있다.
제주도 방언인 성게를 뜻하는 '쿠살'과 나무를 뜻하는 '낭'의 합성어로 잎이 성게가시처럼 생겼다고 해서 쿠살낭(성게나무)이라고 부르던 것을 정태현 외 3인(1937)이 조선식물향명집에 '구상나무'로 옮겼다고 한다.
한국 고유종인 구상나무가 알려지게 된 것은 가톨릭 신부이자 식물학자 에밀 조제프 타케(Émile Joseph Taquet, 1873~1952)가 1907년에 프랑스 가톨릭 신부이자 식물학자인 위르뱅 장 포리(Urbain Jean Faurie, 1847~1915) 신부와 함께 한라산에서 채집해서 미국 하버드대 아널드 식물원에 보낸 데서 전파된 것으로 알려지고 있다.
구상나무 '모식표본'은 현재 미국 스미소니언 박물관에 소장되어 있고, 1915년 영국 출신 식물학자 어니스트 윌슨이 기존의와 다른 것으로 보고 새로운 종으로 구분하여 '아비스 코리아나(Abies Koreana)라고 명명했다.
구상나무 유사종 구분을 위해 2013년부터 최근까지 5개국 10개 기관이 합동 유전체 변이분석
국립생물자원관은 이러한 발자취와 유사종 구분을 위해 2013년부터 최근까지 5개국 10개 기관이 참여한 구상나무, 분비나무, 사할린전나무, 베이치전나무의 유전체 변이분석 공동연구를 진행했다.
당시 대한민국(국립생물자원관, 한국환경연구원)과 일본(국립과학박물관, 산림총합연구소, 홋카이도대학교), 중국(중국과학원), 러시아(중앙시베리아식물원, 물생태문제연구소, 사할린식물원), 미국(스미소니언국립자연사박물관)이 참여한 공동연구 결과, 동해를 둘러싼 한반도와 일본, 중국, 러시아의 지형을 따라 원형의 유전적 연결성이 있다는 것을 확인했다.
이는 신생대 빙하기와 간빙기를 거치는 동안 이들 나무의 분포 범위가 확장과 수축을 반복하는 과정에서 바다와 산맥 등 지형의 특성이 나무 사이의 접촉을 막아 분화된 종이 기후변화에 따라 재접촉하는 과정에서 발생한 잡종화가 지역별 식물의 다양성을 높인 것으로 추정된다.
마지막 빙하기(약 2만 년 전) 이후 한반도 온도 상승 속 종 분화 후 재접촉에서 일어난 잡종화
예를 들어 우리나라 중부지방 산지의 구상나무와 분비나무의 모습이 매우 비슷한 원인 역시 마지막 빙하기(약 2만 년 전) 이후 한반도의 온도가 상승하면서 종 분화 후 재접촉하는 과정에서 일어난 잡종화 때문으로 확인됐다.
또한 구상나무 근연종들의 모계 혈통에서 북미계열 나무의 유전자가 발견된 것도 빙하기 동안 아시아와 북아메리카 대륙을 연결했던 베링 육교를 통해 유입된 북미계열 모계 유전자가 남은 것으로 보인다.
구상나무 일부 집단에도 영향을 미쳐 구상나무 근연종 다양성에 기여한 것이 증명된 이번 공동연구 결과는 올해 하반기 국제학술지 ‘생물지리학회지(Journal of Biogeography)’에 게재될 예정이지만 세계에서 유일하게 우리나라 한라산에서만 볼 수 있었던 구상나무 숲이 파괴되고 있다.
기후변화에 의한 온난화 때문인지 30년 전만 해도 구상나무로 빽빽했던 한라산 바로 아래 곳곳에 다른 나무가 뿌리를 내리면서 눈에 띄게 사라지는 문제가 발생됐다.
지난 백 년 사이 1.4℃ 오른 제주도 평균 기온이 온대성 나무들이 추운 곳에 자리 잡은 구상나무 숲으로 파고들면서 월등히 빨리 자라는 소나무 숲이 구상나무를 덮으면서 햇빛을 차단당한 구상나무를 죽이고 있다.
산림청 항공사진으로 40년 전과 비교하면 진한 녹색의 구상나무 군락지는 935헥타르(hectare)에서 617헥타르(hectare)로 30% 줄었다.
이런 속도로 계속 쇠락할 경우 다음 세대에서는 세계 유일의 한국의 구상나무 군락지를 못 볼 수도 있다.
생물다양성 보전을 위해 종의 번성과 쇠퇴 등의 역사를 추정할 수 있는 유전체를 지속해서 분석할 계획이라는 서민환 국립생물자원관장은 “이번 연구로 명확하게 증명된 바 없었던 동북아시아 지역 식물종의 다양성 원인을 확인할 수 있었다”고 말했다.
