한반도 특산식물 미선나무(Abeliophyllum distichum Nakai) 개체군 개화특성 비교 = Comparison of Population Flowering Characteristics of Abeliophyllum distichum Nakai, Endemic Plants of the Korean Peninsula
저자
김소담 ( Sodam Kim ) ; 김휘민 ( Hwi-min Kim ) ; 문애라 ( Ae-ra Moon ) ; 윤석민 ( Seokmin Yun ) ; 이동형 ( Donghyoung Lee ) ; 김상용 ( Sang Yong Kim ) ; 손성원 ( Sungwon Son )
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2021
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01
자료형태
학술저널
수록면
32-33(2쪽)
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한반도 특산식물(Endemic plants)은 세계에서 한반도에만 분포하는 유일 식물로 우리나라 고유 자연환경에 적응 진화해온 귀중한 유전자원이다. 우리나라의 생물 주권에서 최우선으로 고려되어야 할 대상이며, 국가 차원에서 보전식물학적 기초자료로 안정적인 보전과 자원의 지속 가능한 이용이라는 측면에서 필수적이다.
1992년 리우선언 이후 UN을 중심으로 생물다양성 보존 및 증진을 위한 노력을 지속하고 있으며, 지구적 수준에서 생물다양성은 기후변화, 인위적 훼손 등의 다양한 교란으로 인해 서식지 면적과 질의 쇠퇴로 매년 소실되는 종이 증가하는 추세이다. 보전전문가 네트워크 기관인 세계자연보전연맹(IUCN, International Union for Conservation of Nature)에서는 위협 정도에 따라 등급별로 세계 희귀·멸종 위기생물을 목록화(Red Data Book)하여 전 지구적 수준에서 생물다양성의 감소와 멸종위기에 직면한 종에 대한 자료를 제공해 오고 있으며, 2021년 8월 기준 전 세계 식물 중 54,127종에 대한 보전지위 평가 및 등재가 이뤄졌다.
미선나무(Abeliophyllum distichum Nakai)는 물푸레나무과(Oleaceae) 미선나무속(Abeliophyllum)식물로 숲 가장자리의 전석지 또는 바위지대에 자라는 잎이 지는 작은키나무이다. 오직 한반도 내 제한적으로 자생하는 특산식물로 IUCN Red List 지구 범위 EN (Endangerd)로 평가·등재되어 있다. 충청북도, 전라북도, 경상북도 등 일부 지역에 자생하고 있는 것으로 알려져 있으며, 일부 자생지는 문화재청 천연기념물(Natural monument, 天然紀念物)로 지정되어 보호되고 있다. 또한, 환경부 멸종위기야생생물 Ⅱ급으로 지정되어 법적 보호되고 있었으나 2017년 12월 29일 「야생생물 보호 및 관리에 관한 법률」이 개정됨에 따라 대량증식법 개발 등으로 지정 해제되었으나 다시 지정해야 한다는 논란은 계속되고 있는 실정이다.
본 연구는 산림청 희귀식물과 문화재청 천연기념물로 지정되어있는 미선나무 개체군의 관리단위별 개화 특성을 조사·분석하여 향후 미선나무 개체군에 적합한 현지 내 보전(in situ Conservation)과 관리방안 추론을 목적으로 수행되었다.
미선나무의 개체군 개화 특성에 대해 분석하기 위하여 자생지 8개 지역(원주, 안동, 의성, 부안, 아산, 옥천, 진천, 청주)과 천연기념물 6개 지역(부안 2개 지역, 괴산 3개 지역, 영동) 등 총 14개 지역에서 조사를 실시하였다. 각 조사지를 대상으로 출현 개체, 출현면적, 해발고 등을 2대의 GPS (Oregon 750t, Garmin)를 사용하여 기록하였다. 개체군별 출현 개체는 현장에서 전수조사하였다. 출현면적은 QGIS 프로그램(QGIS Desktop ver. 3.16.8)을 사용하여 산정하였으며, 출현 개체 대출현면적 비로 밀도를 산출하였다. 각 개체의 화기 형태(암·수술 형태)를 관찰하여 장주화(Pin type)·단주화(Thrum type) 개체를 식별하여 개화 개체를 현장에서 전수 조사·기록하였으며, 이를 바탕으로 개화 특성을 분석하였다. 개화한 개체가 관찰되지 않은 개체(Non flowering)는 미성숙 개체로 구분하였다. 식별한 개화 개체는 각 개체군별로 장주화와 단주화의 빈도(%)와 비율을 산정하였으며, 개화율은 개화 개체 수 대출현 개체 수 비로 산정하였다. 이형화주(Heterostyly, 異型花柱) 즉, 장주화·단주화의 자연적 균형상태가 1:1이라는 가설하에 SPSS프로그램(IBM SPSS Statistics 18)을 사용하여 카이스퀘어 검정(Chi-squared test, χ<sup>2</sup> test) 을 실시하였다. 식은 다음과 같다.
각 개체군별 장주화×단주화 교배 개체 수에 대한 유효집단 크기(N<sub>e</sub>, effective population size)를 추정하기 위해 Kimura and Crow(1963)이 고안한 식을 사용하였으며, 실제 조사된 출현 개체군 크기와 비교 분석하였다. 식은 다음과 같다.
미선나무 개화 특성을 관리단위별로 구분하여 조사·분석한 결과 자생지 8개 지역과 천연기념물 6개 지역을 각각 합산한 출현 개체 수는 자생지 9,401개체, 천연기념물 3,729개체로 조사되었으며, 출현면적은 각각 자생지 17,832.5㎡, 천연기념물 5,392.0㎡로 나타났다. 밀도(출현 개체 수 / 출현면적)는 자생지 0.5272, 천연기념물 0.6916으로 천연기념물이 자생지와 비교하여 비교적 높게 나타났으며, 이는 천연기념물의 경우 하예작업 등의 집약적 관리로 경쟁 식생에 방해받거나 피압되는 출현 개체가 출현면적 대비 적기 때문으로 추정된다. 한편, 자생지와 천연기념물 전체의 출현 개체와 출현면적을 합산하여 산출한 미선나무 전체 개체군의 밀도는 0.5654로 나타났다. 개화 개체 수 대 출현 개체 수비로 산정한 개화율은 자생지 0.3895, 천연기념물 0.8960으로 천연기념물이 자생지 대비 매우 높게 나타났으며 특히, 괴산 칠성면 개체군의 경우 개화율이 1.0000으로 출현 개체 모두가 개화한 것으로 조사되었다. Kim(1998)의 연구에서 상층 수관과 미선나무의 생육은 무관하다고 보고되어 있으나 수관울폐도와 그에 따른 임내에 들어 오는 빛의 양은 각 개체군을 유지하는데 중요한 요소로 서식지가 점차 줄어들고 있는 특산식물의 최적 생태환경을 연구하는데 반드시 고려해야 할 사항으로 도출된 조사 결과로 미뤄 봤을 때, 지속적인 관리로 수관이 폐쇄되지 않은 미선나무 천연기념물은 생식 생장(reproductive growth)등이 활발히 일어날 것으로 추정된다.
식별한 개화 개체의 관리단위별 장주화 대 단주화 비는 각각 자생지 0.9489, 천연기념물 1.1709로 자생지는 단주화가 천연기념물은 장주화가 각각 더 높게 나타났다. 이화주성은 자가불화합성 기작의 하나로 집단 내 교배양식에 큰 영향을 미칠 수 있는 생물학적 인자이다. 특히, 장주화와 단주화의 비의 불균형은 종자 결실률과 집단 내 유전적 다양성에 영향을 주는 것으로 보고된 바 있으며 특히, 출현 개체 수가 적은 개체군의 경우 유전적부동(genetic drift), 근교약세(inbreeding depressin)등으로 인한 개체군 쇠퇴와 개체군 간의 분화를 가속화 할 뿐만 아니라 환경변화 적응력 감소로 개체군이 절멸되기 쉽다고 알려져 있다. 비교적 출현 개체가 적은 개체군에 해당하는 자생지 안동, 의성, 충주 천연기념물 부안 변산면, 상서면, 괴산 장연면2, 칠성면 개체군의 경우 다른 개체군에 비해 장주화와 단주화비의 불균형이 확연히 나타나 앞선 선행 연구결과들과 부합하여 유전다양성이 매우 낮을 것으로 추정된다. 한편, 생식에 참여하는 단주화·단주화의 유효집단크기 추정결과 실제 조사결과 크기보다 작은 경향을 나타냈다. 이는 앞선 연구결과의 장주화·단주화 비(%)의 불균형에서 초래한 것으로 판단되며, 근친교배 등에 의한 개체군의 지속성을 위협하는 요인으로 작용할 것으로 추정된다. 관리단위별 장주화와 단주화의 빈도(%)는 각각 자생지 장주화 48.7%, 단주화 51.3%, 천연기념물 장주화 53.9%, 단주화 46.1%로 산출되었다. 1976년 Yu et al. 에 의한 미선나무 대상으로 한 인공실험에서 적법수분(legitimated pollination, 장주화×단주화 또는 단주화×장주화)의 결실률이 30.8%, 부적법수분(illegitimated pollination, 장주화×장주화 또는 단주화×단주화)의 결실률이 1.3%이고, 장주화가 모주인 경우와 단주화가 모주인 경우 결실률이 각각 34.5%와 45.7%로 단주화가 모주인 미선나무의 결실률이 높은 것으로 보고된 것을 고려할 때, 이형화주의 비율은 종자 결실과 매우 밀접한 연관성이 있을 것으로 판단되며, 단주화가 모주인 자생지가 천연기념물보다 결실률이 높을 것으로 추정된다.
이 연구결과는 미선나무 개체군의 개화 특성만을 포함하고 있어 향후 조사지 14곳을 대상으로 결실 개체에 대한 전수 조사를 실시하여 추정한 가설을 논증할 예정이며, 이를 바탕으로 미선나무의 유전다양성과 환경변화 적응에 대한 현지 내 보전 전략 등에 대하여 최종 발표예정이다.
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