- 아프리카 빙하 위에서 새롭게 발견한 선태류 무성아(gemma)의 집합체
열대지역의 고산에 남아 있는 빙하는 기후변화의 영향을 받아 급속하게 축소되고 있으며, 가까운 장래에 소멸할 것으로 예상되고 있다. 한편, 열대지역의 빙하에 존재하는 생물, 특히 아프리카 대륙의 빙하생물에 관하여 지금까지 전혀 조사되지 않았다.
일본극지연구소 신영역융합연구센터 연구팀은 우간다와 콩고민주공화국의 국경에 있는 루웬조리(Rwenzori)산의 빙하 위 생태계를 조사하여 선태류를 중심으로 한 생물의 집합체가 빙하를 덮고 있다는 것을 발견하였다. 이것은 다른 지역의 빙하에서 볼 수 있는 미생물의 집합체와 다른 것이었다.
연구그룹은 2012년 2월과 2013년 2월의 2회에 걸쳐 루웬조리(Rwenzori)산의 빙하에서 관측조사를 수행하고, 이 빙하의 표면에 타원형을 한 흑색의 유기물 덩어리가 많이 분포하고 있다는 것을 발견하였다. 유기물 덩어리의 평균 크기는 장경 18.7mm, 단경 12.7mm, 두께 8.3mm, 중량 1.6g였다. 빙하상의 유기물 덩어리로서는 지금까지 cryoconite 입자라는 시아노박테리아를 중심으로 한 집합체가 보고되었으나, cryoconite 입자 크기는 0.2~2.0mm 정도이며, 이번에 발견한 유기물 덩어리는 cryoconite 입자와는 분명히 다른 새로운 것이었다.
현미경 관찰 결과, 유기물 덩어리는 주로 선태식물의 원사체와 그 위에 형성된 대량의 무성아에 의해 구성된 것을 알 수 있으며, 연구그룹은 이 유기물 덩어리를 빙하 선태 무성아 집합체(glacial moss gemmae aggregation, GMGA)라고 하였다. GMGA 중 코어 무성아는 그 형태적인 특징과 유전자 데이터베이스가 높은 상동성을 나타내기 때문에 남극에서도 보고된 이끼류인 Ceratodon purpureus라고 단정지었다.
그리고 본 종의 생리적인 정보를 얻기 위해 GMGA로부터 배양한 선태류 원사체 샘플과 GMGA 그 자체에 대해 배양온도를 변화시켜 각 온도에서 광합성 활성을 측정하였다. 그 결과, 각각 5도의 저온에서도 활성이 있지만, 지적(至適) 광합성 온도는 20~30도이며, 남극에서 보고된 동종의 지적 온도보다 높다는 것을 알았다.
통상적으로 빙하의 표면은 융해기라도 0도 부근의 온도이지만, 현지 GMGA의 내부온도는 일중 8~10도까지 상승하였다. 이것은 GMGA의 구조가 충분히 두껍기 때문에 빙하로부터의 냉기를 차단하여 일사에서 흡수한 열을 유지하기 쉽게 되었기 때문이라고 생각된다. 또한 연간 기온의 일주변화가 0도에서 5도까지 안정하여 장기적인 동결기간이 없는 열대 기상조건 등이 지금까지 다른 지역에서는 관찰되지 않는 본 종의 빙하 위로의 유입에 공헌한 것이 아닌가 추측된다. 한편 본 종이 선태류의 생활사의 주체가 되는 경엽체를 형성하지 않고 원사체 및 그 위의 무성아와 같은 형태가 되는 하나의 원인은 빙하 위의 저온과 강한 일사에 의한 환경 스트레스라고 추측하였다.
이번에 빙하 위에서 발견된 GMGA는 빙하가 녹아 후퇴한 식생이 아닌 암석 위에서도 건조한 상태로 다수 발견되었다. 이 건조된 GMGA에는 빙하 위에서는 존재하지 않았던 다른 이끼가 우점하고 있으며, 식생이 전혀 없는 암석 위에 토양과 같은 물질을 형성하였다. 이것은 GMGA를 중심으로 한 빙하 위의 생태계가 그 주변의 생태계와 직접적으로 연결되어 열대 고산식생에도 강한 영향을 미치고 있다.
(그림 1) 연구 조사지인 루웬조리산의 위치
(그림 2) (a) 조사지역의 빙하와 루웬조리산 최고봉, (b) 빙하표면을 덮은 흑색의 빙하 선태류 무성하 집합체, (c) 빙하 선태류 무성하 집합체, (d) 빙하 선태류 무성아 집합체의 단면도
(그림 3) (a-b) 빙하 선태류 무성하 집합체의 골격을 형성하고 있는 이끼, (c) 배양실험 후에 Ceratodon purpureus의 무성아에서 자란 원사체, (d) 유전자 실험에 이용한 Ceratodon purpureus 배양주의 원사체
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://www.nipr.ac.jp/info/notice/20141118.html 제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.12.02 12:07
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