기후에너지환경부 산하 국립호남권생물자원관(관장 박진영)은 섬과 연안 지역에 자생하는 식물들을 대상으로 해부학적 분석을 수행한 결과, ‘C4 광합성 식물’을 다수 확인했다고 15일 밝혔다.

광합성은 식물이 햇빛을 이용해 생존에 필요한 양분과 에너지를 만들어내는 과정이며, 이 과정에서 이산화탄소(CO₂)를 흡수해 탄소를 고정하는 기능을 수행한다.

C4 식물은 이산화탄소를 흡수해 탄소 4개로 이루어진 화합물을 형성하는 광합성 경로를 사용하는 식물로, 탄소 3개로 이루어진 화합물을 형성하는 광합성 경로를 사용하는 대부분의 식물인 C3 식물보다 탄소 농축 효율이 높다.

▲ C4 식물 잎 단면 사진: 크란츠(Kranz) 구조: 관다발을 세포가 고리 형태로 둘러싸 탄소 흡수를 높이는 C4 식물의 구조

연구진은 섬과 연안 지역에 자생하는 주요 식물들의 잎 단면을 정밀 분석한 결과, 양명아주, 명아주, 솔장다리, 수송나물, 갯쇠보리 5종이 C4 식물로 확인되었다.

C4 식물은 일반적인 C3 식물보다 이산화탄소를 고정하는 능력이 뛰어나며, 고온 환경에서도 광합성 효율이 쉽게 저하되지 않는 특성을 가진다.

▲ C3와 C4 식물의 광합성 경로 차이 모식도

이들 식물 또한 우리나라 해안과 사구(모래언덕)가 발달한 지역에 주로 분포하며, 강한 햇빛, 염분, 바람 등 열악한 환경에서도 높은 탄소 고정 효율을 유지하며 적응해 온 종들로 평가된다.

기후변화의 영향이 빠르게 나타나는 섬 지역의 특성을 고려할 때, 이번 연구 결과는 탄소 흡수 능력이 높은 식물을 선별하고 그 특성을 과학적으로 파악하는 데 중요한 자료로 활용될 것으로 전망된다. 특히 이번 분석을 통해 섬 식물 가운데 기후변화에 강한 적응력을 지닌 종을 체계적으로 구분할 수 있는 기반이 확보되었다는 점에서 의미가 크다.

이러한 자료는 앞으로 탄소저감 효과가 높은 식물자원을 발굴하고, 이를 생물다양성 보전, 취약종 보호, 탄소저감 식물자원 개발 등 다양한 분야로 활용할 수 있는 기초자료로 이어질 것으로 기대된다.

또한 식물 해부학적 연구는 식물의 내부구조를 정밀하게 밝히는 학문으로, ▲ 분류학적 연구, ▲ 식물 계통학 연구, ▲ 진화연구 ▲ 환경 적응 연구 등 다양한 학술 분야와 환경 관리 분야에 폭넓게 활용될 수 있다. 국립호남권생물자원관은 이러한 연구를 바탕으로 섬 지역에 분포하는 자생식물들의 내부 구조를 밝히는 해부학적 연구를 지속할 계획이다.

국립호남권생물자원관 한세희 전임연구원은 “우리나라 섬 식물에 대한 해부학적 연구는 그동안 거의 이루어지지 않아, 관련 생물학적 정보가 매우 제한적인 실정”이라며, “이번 연구는 섬 식물이 기후와 환경에 어떻게 적응해 왔는지를 구조적으로 규명하고, 향후 기후변화 대응 식물자원을 발굴하는 데 중요한 출발점이 될 것”이라고 밝혔다.