균류연결망 지도작성의 의의(意義)와 시급한 연결망 보호: 야생버섯의 신비(210)

균류연결망 지도작성의 의의(意義)와 시급한 연결망 보호: 야생버섯의 신비(210)

지난 2023년 3월 20일에 “토양 균류연결망 지도를 만든다: 야생버섯의 신비(178)”라는 글을 자닮에 올린바 있다.  이 글에서 과학자들이 2021년 처음으로 지구상의 지식에 대한 마지막 개척지 가운데 하나인 균류 연결망(fungal networks) 지도를 작성하기 위한 여행을 시작하였다고 하였다. 지도 작성을 시작한지 5년 뒤 드디어 2026년 6월에 땅 속 균류 연결망의 길이가 100경 킬로미터가 넘는다는 연구 결과와 함께 식물 생명 유지에 필수적인 균근균의 규모를 보여주는 최초의 전 세계적 균근균 지도를 공개하였다.

지구의 토양 안에는 식물 생명을 유지하고 기후를 조절하는 데 도움을 주는 지하 균류가 지구에서 태양까지 거의 7억 5천만 킬로미터를 뻗을 수 있을 만큼 풍부하게 존재한다는 획기적인 연구 결과가 나왔던 것이다.

수지상 균근균은 균사라고 불리는 관 모양의 세포 연결망으로, 지구상의 식물 70% 이상과 중요한 공생 관계를 형성하여 생명 유지에 기여하고 있다. 약 4억 7500만 년 동안 형성되어 온 이 연결망은 식물이 생산하는 탄소를 받는 대가로 식물에 영양분과 수분을 제공하며, 토양 안으로 탄소를 끌어들여 기후 조절에도 큰 도움을 준다.

하지만 그 중요성에도 불구하고, 자연 생태계 전반에 걸친 지하 연결망의 분포와 밀도에 대해서는 알려진 바가 거의 없었다. 이것이 바로 전 세계 과학자 및 연구자 네트워크가 2021년에 균근균 지하연결망보호협회(Spun=Society for the Protection of Underground Networks)를 설립한 이유 가운데 하나였던 것이다.

최근 과학 잡지 “사이언스”가 발표한 새로운 연구에 보면 균근균 지하연결망보호협회(Spun) 연구팀은 전 세계에서 속이 빈 원통모양의 금속관을 땅에 밀어 넣어 뽑아낸 16,000개가 넘는 원기둥 모양의 흙덩어리들(soil cores)을 확보하였다. 그리고 이 흙덩어리들이 보여주는 데이터를 활용하여 기계학습모델(machine-learning models 컴퓨터가 많은 자료들을 통하여 규칙이나 패턴을 스스로 학습하여 예측하거나 판단하도록 만든 수학체계)을 통해 세계 최초의 수지상 균근균 연결망 지도를 제작하였다. 

연구진은 지하 균류연결망을 일렬로 펼쳤을 때 길이가 110경 Km 에 달할 것이라고 계산하였는데, 이 길이는 지구에서 태양까지 거리의 거의 7억 5천만 배에 해당하는 길이라고 한다. 차 한 숟갈 분량의 흙에도 최대 10m에 달하는 균근 연결망이 존재한다는 것이다.

이 연구에서 우리가 특별히 주목하는 것은 생명 유지에 필수적인 토양의 균근균 연결망이라는 기반 시설에 대한 잠재적 위협을 기록하고 있다는 점이다. 연구진은 경작지의 균근균 연결망 밀도가 야생 생태계보다 평균 47.3% 낮다는 사실을 발견하였던 것이다. 연구진은 "대규모 농업 관행의 상당 부분이 균류 연결망을 손상시킨다"고 하면서, "가장 대표적인 예는 밭갈이처럼 흙을 문자 그대로 뒤집어엎는 행위"라고 설명했다. 비료나 살균제 또한 "식물과 균류 사이의 공생 관계를 파괴할 수 있다"고 덧붙였다.

과학자들은 균류 연결망 손실의 결과가 광범위할 수 있다고 경고하였다. 즉 균류 연결망 밀도가 낮아지면 토양의 탄소 저장 및 영양분 분배 능력이 저하하게 된다.  균류 연결망은 질소나 인 또는 다른 화학물질로부터 수로(水路)를 보호하는 역할도 하는데 만일 균류 연결망이 사라지면 수로로 유입되는 화학 물질의 양이 훨씬 더 많아질 것이다. 궁극적으로 이 연구의 목표는 과학자들과 긱 정부의 정책 결정자들이 균류 생태계가 번성하는 곳과 위협받는 곳을 이해하도록 돕는 일이다. 

연구진은 지도를 작성하면서 초원 지대에 가장 조밀한 균사체 시스템이 존재한다는 사실을 발견하였다. 플로리다의 에버글레이즈, 남수단의 수드 습지 초원, 그리고 전 세계의 대초원 및 스텝 생태계를 포함한 여러 지역에서 "매우 높은" 밀도를 확인하였다. 하지만 이 연구는 이러한 지역들이 제대로 보호받지 못하고 있으며 점점 더 황폐해가고 있다는 점을 강조하고 있다.

연구진은 농부와 균류 사이의 긴밀한 협력을 촉구하였다. 연구진은 현재 작물 수확량이 과도한 비료 사용으로 말미암아 인위적으로 증가하였다고 지적하였다.  농부들이 토양 균류를 보호하고 지원하도록 장려한다면, 식물은 자연적으로 더 많은 영양분을 흡수하여 비료 사용량을 줄일 수 있고, 균류는 더 많은 탄소를 토양 깊숙이 이동시켜 탄소 저장량을 향상시킬 수 있다는 있다는 것이다.

연구진은 “현재 눈에 보이는 지상 생태계, 즉 식물과 동물을 복원하는 것뿐만 아니라 지하의 균류 군집을 복원하려는 움직임이 크게 일어나고 있다”는 것을 강조한다. 이 데이터 세트를 통해 건강한 미생물 군집이 어떤 모습인지에 대한 기준을 마련할 수도 있다고 한다.

생물학자이자 공동 저자인 멀린 셸드레이크 박사(Dr Merlin Sheldrake)는 이번 연구가 "식량 안보에서 기후 변화에 이르기까지 우리 시대의 여러 가지 난제들을 해결하는 일에 균류를 더욱 효과적으로 활용할 수 있는 방법을 찾는 데 도움이 되었다"고 말했다.

지하 균류 연결망 시급히 보호해야

앞서 균근균 지하연결망보호협회(Spun)의 과학자들이 지구 지하 균근균 생태계의 고해상도 생물다양성 지도를 최초로 제작하였다는 것을 언급하였다. 그런데 학술지 네이처에 발표된 연구에 따르면, 생물다양성이 매우 높은 균근균의 핵심 분포지역"(hotspots) 가운데 90%가 보호되지 않은 생태계에 존재하고 있고, 균근균의 핵심 분포지역"(hotspots) 가운데 기존 보호구역 안에 위치한 곳은 9.5%에 불과한 것으로 나타났다. 이러한 생태계의 손실은 탄소 흡수량 감소, 작물 생산성 저하, 그리고 기후 변화에 대한 생태계의 회복력 약화로 이어질 수 있다.

쉽게 풀어 말하면 지하 토양의 균근균은 영양분을 순환하게 하고, 탄소를 저장하며, 식물의 건강을 유지하고, 토양을 조성한다. 이러한 중요한 생태계 조절자인 균근균을 방해하면 산림 재생이 더디고, 작물이 실패하며, 지상의 생물 다양성이 무너지기 시작한다. 4억 5천만 년 전에는 지구에 식물이 없었는데, 바로 이 균근균 연결망 덕분에 식물이 지구에 정착하고 인류의 생명을 지탱하기 시작하였던 것이다. 균류 생태계가 건강하다면 농업 생산성이 향상하고, 꽃이 더 크고 아름답게 피며, 식물을 병원균으로부터 보호할 수 있다.

따라서 연구원들은 지구 지하의 균근균류 연결망을 시급히 보호해야 한다고 말한다. 또한 지구 생태계를 지탱하는 지하 균류 연결망을 보호하기 위해 정치인들의 긴급한 입법 조치가 필요하다는 것도 밝히고 있다.

거듭 강조하지만, 균근균은 식물의 뿌리에서 볼 수 있고 지구의 기후와 생태계를 조절하는 데 도움을 준다. 균근균의 지하 연결망은 식물에 필수 영양분을 공급하는 동시에 해마다 130억 톤 이상의 이산화탄소를 토양으로 흡수하는데, 이는 화석 연료에서 발생하는 전 세계 배출량의 약 3분의 1에 해당하는 양이다.

균근균 지하연결망보호협회(Spun)는 2021년 글로벌펀지(GlobalFungi), 균류 재단(Fungi Foundation), 글로벌 토양 균류군 컨소시엄(Global Soil Mycobiome consortium) 및 전 세계 연구자들과 함께 균근균의 연구가 부족한 연결망을 파악하기 위하여 솔선주도 연구하기 시작하였다 .

과학자들은 130개국에서 수집한 28억 개 이상의 균류 염기서열 데이터 세트에 기계학습 기술(machine-learning techniques)을 적용하여 지구 전체 1km² 규모 에서 균근 다양성을 예측할 수 있었다.

연구진은 이러한 생물다양성이 매우 높은 균근균의 핵심 분포지역(hotspots) 가운데 단 9.5%만이 기존 보호구역 안에 있다는 사실을 발견했다는 것은 이미 앞서 언급한 바 있고, 이는 엄청난 보존 공백을 드러낸다. 가나 해안은 세계적인 균류 핵심 분포지역으로 밝혀졌지만, 해안선이 해마다 2미터씩 침식되고 있어 과학자들은 이 중요한 생물다양성이 바다로 쓸려 나갈 것을 우려하고 있다.

이번 연구는 전 세계적인 균류 연결망 지도 작성 사업을 대규모 과학 연구에 처음으로 적용한 사례로, “이 사업은 단순한 과학적 도구를 넘어 미래의 보존 방향을 제시하는 데 도움이 될 수 있다"고 연구의 주 저자인 마이클 반 눌랜드 박사(Dr Michael Van Nuland)는 말했다. "이러한 균류 공생이 지구 생태계의 건강과 기능에 미치는 영향을 고려할 때, 이를 계속해서 무시하는 것은 엄청난 기회를 놓치는 결과를 초래할 수 있다"고 한다. 눌랜드는 균류가 인간이 가하는 스트레스 요인에 부정적으로 반응하며, 이러한 중요한 균류의 손실 가능성에 대처하지 않으면 새로운 자연 기반 기후 해결책을 개발할 능력을 잃을 수 있다는 것이다.

뉴욕대학교 로스쿨의 ​​생물다양성 연구 프로그램(MOTH) 책임자이자 법학 교수인 세자르 로드리게스-가라비토(César Rodríguez-Garavito)는 이러한 균류 생태계가 법과 정부 정책에서 거의 주목받지 못했다고 히였다. 그는 "이 데이터는 지구 전체 지하 생태계에 걸쳐 기후 변화와 생물 다양성 손실에 대한 법과 정책을 강화하는 데 매우 중요하다"고 덧붙였다.

균근균 지하연결망보호협회(Spun)의 지하 균근균 연결망 지도를 통하여 이러한 연구 결과를 확인할 수 있고, 이를 통해 환경 보호 단체, 연구자 및 정책 입안자들은 개입이 필요한 위험 지역을 파악할 수 있다.

79개국 출신의 400명 이상의 과학자와 96명의 지하 탐험가로 구성된 균근균지하연결망보호협회(Spun)의 국제 팀은 몽골, 부탄, 파키스탄, 우크라이나를 포함하여 지구상에서 접근하기 가장 어려운 외딴 지하 생태계를 조사하고 있다.

균근균 지하연결망보호협회(Spun)는 지구 표면의 0.001%만을 커버하는 균근균 지도를 확장하기 위해 새로운 협력자와 자금을 모색하고 있다. 균근균 지도의 확장은 정책 결정자들이 균근 시스템을 활용하는 데 도움을 줄 것이다.

세계자연보호기금(WWF)의 수석 과학자인 레베카 쇼 박사(Dr Rebecca Shaw)는 균근균의 보존과 보호가 생물 다양성 감소, 기후 변화, 식량 생산성 저하 등 세계가 직면한 가장 큰 문제들을 해결하는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 사람들에게도 직접적인 이익이 된다고 말하였다.  

지금까지 살펴 본 지하 균류연결망 지도 작성의 의의와 전 세계적으로 이 지하 균규 연결망 보전이 시급하다는 점을 지적하였다. 그런데 위의 글 내용과 우리 자닮의 자연 친화적 초저비용 농법과 무슨 관련이 있을까?  다음 글에서는 "자닮" 초저비용 자연농업의 균류 이해에 대한 글에 이어 균근/토양미생물 생태학 관점에서 본 자닮 농법(JADAM)에 대한 글을 실리기로 한다.  

참고자료 출처:

* Subterranean fungi networks more than 100 quadrillion km in length, study finds  by Pippa Neill and Patrick Barkham
Thu 11 Jun 2026 14.00 EDT
https://www.theguardian.com/science/2026/jun/11/arbuscular-mycorrhizal-fungi-plant-life-climate-global-mapping-study

* Earth’s underground networks of fungi need urgent protection, say researchers by Taro Kaneko, Wed 23 Jul 2025 10.00 EDT
https://www.theguardian.com/science/2025/jul/23/underground-network-of-fungi-on-earth-needs-urgent-protection-say-researchers

* 토양 균류연결망 지도를 만든다: 야생버섯의 신비(178) 
https://www.jadam.kr/news/articleView.html?idxno=15886

* 토양 균류가 기후변화를 막아준다: 야생버섯의 신비(182)
https://www.jadam.kr/news/articleView.html?idxno=16088

* 기후변화를 막아주는 균근균: 야생버섯의 신비(193)
https://www.jadam.kr/news/articleView.html?idxno=16460