‘과거’ 연구해 미래의 생물다양성 보존한다

과학기술

‘과거’ 연구해 미래의 생물다양성 보존한다
고생물 화석과 다학제 간 연구로 미래 예측

2020.08.31 09:57 김병희 객원기자

과거의 기후 변화와 그에 따른 동식물의 적응 방법을 활용해 온난화 시대에 생물다양성을 보존할 수 있다는 연구가 발표됐다.

지상 생태계의 약 40%는 지난 2만 1000년 동안 속도와 규모에서 오늘날의 지역 규모 미래 예측과 비슷한 온도 변화를 경험한 것으로 추정된다.

덴마크 코펜하겐대와 호주 애들레이드대 연구팀이 이끄는 국제과학자팀은 생물 종과 생태계가 미래의 기후 변화에 어떻게 대처할 것인지를 좀 더 상세히 이해하기 위해, 향후 수십 년 동안 예상되는 것과 유사한 선사시대의 온난화 사건을 확인하고 조사했다.

논문 시니어 저자인 코펜하겐대 기후 및 지구 물리학과 도르테 달-옌센(Dorthe Dahl-Jensen) 교수는 “북극과 유라시아, 아마존 및 뉴질랜드와 같은 지역을 연구하면 기후가 어떻게 변했는지, 기후 변화가 동식물에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 지식을 얻을 수 있다”고 말하고, “생물다양성을 지도화하고 기후 변화 연대를 정확히 측정하기 위해 DNA 활용을 비롯한 향상된 새 기술로 정확한 인과관계를 찾아낼 수 있었다”고 밝혔다.

그는 “과거의 기후 변화는 앞으로 수십 년 동안 예상되는 변화와 유사하다”고 덧붙였다.

이 연구는 과학저널 ‘사이언스’(Science) 28일 자에 게재됐다.

고생물 기록보관소를 활용한 통합 연구는 종 개체군과 지역 사회 구성, 생태계 구조 및 기능에서 기후 변화가 가져오는 변화를 맥락화하는 경험적 기반을 제공한다. 연구팀은 이 같은 관찰이 인위적 기후 변화 아래에서의 생태계 보전 전략을 제시할 수 있다고 보고 있다. 도표는 ‘사이언스’ 지에서 인용. ⓒ HUNG CHUNG CHIH, WANG LIQIANG, ANDREI STEPANOV, AUSTRALIANCAMERA, ALHOVIK, BLUERING MEDIA, NAZARII M, ANDERS SVENSSON/ SHUTTERSTOCK

기후 변화에 대한 동식물의 반응 예측에 활용

연구팀은 화석 보관 데이터를 이용해 생물종들의 유포 상태를 지도화해서 개별 동식물 종과 전체 생태계가 역사적인 온도 상승에 어떻게 반응했는지를 확인할 수 있었다.

달-옌센 교수는 “마지막 빙하기로부터 1만 1000~1만 8000년 전 오늘날의 간빙기에 이르기까지 발생한 온난화 같은 대규모 기후 변화 기간 동안 북극 온도는 섭씨 10도 이상 상승했다”며, “이는 기후변화에 관한 정부 간 협약(IPCC) 보고서와 예측에서 기술했듯이, UN이 미래에 발생할 수 있다고 예상한 것과 동일한 규모의 온난화”라고 설명했다.

연구팀은 영양과 같은 일부 동물 종은 북쪽으로 이주할 수 있는 반면, 북극여우를 포함한 다른 종들은 현재 러시아 지역에서 멸종돼 가고 있다고 관측했다.

이 같은 지식은 동식물이 미래 기후 변화에 어떻게 반응할지 예측하는데 활용할 수 있다. 미지막 간빙기 기간인 11만 5000년~12만 8000년 전의 이미안 간빙기(the Eemian Interglacial Stage) 동안 북극지방은 특히 더 따뜻해졌다.

이 기간 동안 중앙 시베리아 툰드라는 북쪽으로 200㎞나 이동했고, 영국에는 하마가 서식했으며, 거대한 거북이 미국 중서부 지역을 느긋하게 기어 다닐 정도로 기후가 따뜻했다.

‘사이언스’ 지 8월 28일자에 발표된 논문. © Science / AAAS

과거를 기반으로 더 정확히 예측

연구팀이 수집한 새로운 지식은 어떤 동식물이 멸종 위기에 처해 있는지에 대한 더욱 정확한 예측법을 개발하는데 활용될 수 있을 것으로 보인다.

이는 차례로 국제 보전 조치를 통해 더 빠른 개입이 가능할 수 있다. 이 지식을 활용하면 또한 기후 변화에 덜 민감한 강력한 생태계를 지도화하는 것도 가능하다.

코펜하겐대 닐스 보어 연구소 안더스 스벤손(Anders Svensson) 부교수는 “우리는 오늘날은 물론 미래에도 직면할 온도 상승과 유사한 기후 변화에 생태계와 동식물이 어떻게 반응해 왔는지에 대해 완전히 새로운 지식을 얻을 수 있는 접근법을 확보했다”고 말하고, “이 지식을 활용해 생물다양성을 보호하고 보전하는데 앞장설 수 있으며, 남아 있는 종을 보호하는데도 유용하다”고 밝혔다.

이미안 간빙기 시기 칠레 발디비아 근처 니블라(Niebla)의 해안 테라스 모습. 이 시기에는 북극지방이 특히 따뜻해져서 시베리아 툰드라는 북쪽으로 200㎞나 이동했고, 영국에는 하마가 서식했으며, 거대한 거북이 미국 중서부 지역을 느긋하게 기어 다닐 정도로 기후가 따뜻했다. © WikiCommons/ Lin linao

논문 제1저자로 호주 애들레이드대 지구생태학 부교수이자 코펜하겐대 지구연구소에도 적을 두고 있는 다미엔 포드햄(Damien Fordham) 교수는 “보존 생물학자들은 과거의 갑작스러운 기후 변화에 대한 생물학적 반응을 이해하고 추세를 정량화하며, 기후 변화로 인한 미래의 생물다양성 손실 시나리오를 개발하기 위해 연구팀이 수집한 것과 같은 고생물 자료 보관소에 기록된 지구의 장기 역사를 최대한 활용하고 있다”고 설명했다.

과거에 대한 연구에 따르면, 많은 생태계가 이주를 할 수 없는 상황에서도 갑작스러운 기후 변화에 적응할 수 있음을 보여준다는 것. 따라서 더욱 많은 지식을 확보하고 미래의 생태계 계획자와 역사적 지식 사이의 건전한 상호 작용을 보장하는 것이 중요하다는 것이다.

역사적 기록물들은 또한 인간의 영향과 도시 건설, 삼림 개간, 생태계 변화 같은 다른 요인들도 생물종의 멸종에 중요한 영향을 미쳤다는 사실을 보여준다.

이번 연구는 기후 및 생물다양성 연구자들 간의 다학제 연구와 새로운 방법론 채용, 진보된 연대 측정과 기후 모델 등이 결합해, 생태계를 창출, 보존할 수 있는 능력과 지식을 생성할 수 있음을 보여준다는 평가다.

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