식물도 지구온난화에 순응한다…광합성 능력 향상

서울대

지구 온난화에 대응해 식물의 능력이 향상되고 있는 것으로 나타났다. Designer_things/게티이미지뱅크 제공.

지구 온난화가 생태계를 위협하고 있지만 식물이 마냥 무방비 상태에 놓여있는 것은 아니라는 증거가 제시됐다. 고온 환경에 순응해 광합성 능력이 증가한다는 점이 확인됐다. 

서울대는 류영렬 조경·지역시스템공학부 교수 연구팀이 미국, 독일, 중국, 스위스, 싱가포르, 영국 대학들의 연구진과 함께 현장 관측 기반으로 식물이 온도 상승에 대응하고 있다는 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처 플랜트’에 발표했다고 11일 밝혔다. 

연구팀은 북극해 연안의 동토지대인 툰드라에서 열대림까지 전세계 200개 이상 관측 지점에서 지구 온난화가 육상 식물에게 미치는 영향을 살폈다. 

연구팀은 생태계 규모의 탄소 플럭스를 관측하는 ‘에디공분산 플럭스타워 데이터’를 활용해 숲, 초지, 농경지, 습지 등의 환경에서 식물 군락이 고온 환경에 순응하고 있는지 확인했다. 탄소 플럭스는 시간·면적당 흡수 및 방출되는 탄소의 양을 의미한다. 

그 결과 식물들은 다양한 환경에서 국지적인 온도 상승에 맞춰 광합성 능력을 조절하고 있었다. 기온이 상승할 때 식물은 광합성 능력을 유지하거나 향상시켜 탄소 흡수에 기여했다. 제1저자인 지안공 리우 농업생명과학연구원 박사는 “개별 잎이나 통제된 환경에서만 관찰되던 광합성의 온도 순응 능력이 생태계 군락 수준에서도 유효했다”며 “식물은 수동적이지 않다”고 말했다. 

순응의 한계도 있었다. 식물 군락의 광합성 능력은 열이나 수분 스트레스가 없는 상황에서만 유지됐다. 폭염, 가뭄 등을 겪는 지역에서는 온도에 순응한 광합성 반응이 일어나기 어렵다는 의미다. 

식물이 기온에 순응한다는 사실에 대한 이해는 기후모형을 설계할 때도 매우 중요하다. 연구팀은 “널리 사용되는 기후모형들에는 기온 순응 과정이 아직 반영되지 않았다”며 “식물의 광합성 능력이 과소평가될 가능성이 매우 높다”고 말했다. 폭염과 가뭄이 군락의 성장과 탄소 흡수를 저해할 수 있다는 점에서 정확한 예측을 위해서는 폭염 및 가뭄 효과를 반영해야 한다고도 설명했다. 

<참고 자료> 

doi.org/10.1038/s41477-024-01846-1

[문세영 기자 moon09@donga.com]