거대 열대 나무는 꼭대기 가지까지 물을 잘 끌어올린다는 새 연구

• University of Exeter와 Cardiff University가 주도해 Science에 발표한 연구는 세계 최상급 열대 Dipterocarp 나무가 내부 수송 구조를 조정해 꼭대기 가지까지 물을 운반한다고 봄
• 기존 이론은 키가 커질수록 물 수송 부담이 커져 성장 한계와 가뭄 취약성이 높아진다고 봤지만, 이번 연구에서는 그 부담이 “완전히 보상”되는 것으로 나타남
• Malaysian Borneo의 키 7~71m Dipterocarp를 조사한 결과, 큰 나무일수록 물 운반 관과 잎의 특성이 높이에 맞게 달라져 있었음
• 연구진은 2023~2024년 강한 El Niño 가뭄 전·중·후 줄기 성장률도 측정했으며, 키 큰 나무가 작은 Dipterocarp보다 더 취약하다는 증거는 나오지 않음
• 가장 큰 1%의 나무가 숲 지상부 탄소의 절반 이상을 저장하므로, 키 큰 나무의 약한 수리 시스템을 전제로 한 일부 기후변화 영향 모델은 재검토가 필요할 수 있음

키가 물 수송을 제한한다는 가설에 대한 반박

• 새 연구는 세계에서 가장 큰 열대 나무들이 꼭대기 가지까지 물을 끌어올리는 데 큰 문제가 없다고 봄
• 기존 이론에서는 나무가 자랄수록 뿌리에서 잎까지 물을 운반하기 어려워져 성장 제한과 가뭄 취약성이 커진다고 예상해 왔음
• 거대 Dipterocarp는 내부 물 수송 구조를 조정해 높이에서 오는 부담을 완전히 보상하는 것으로 분석됨
• 나무의 키만으로는 물 수송 시스템이 작은 나무보다 가뭄에 더 취약해지지 않았고, 심한 가뭄 동안에도 키와 관련된 성장 손실이 나타나지 않았음

Dipterocarp의 물 수송 구조와 적응

• Dipterocarp 종은 세계에서 가장 큰 꽃식물 나무이며, 아시아 열대우림을 지배함
• 나무는 많은 얇고 빈 관을 통해 물을 운반하고, 꼭대기에서 낮은 압력을 만들어 물을 위로 끌어올림
• 이 관들은 80m가 넘는 나무 꼭대기까지 물을 이동시키는 데 필요한 극도로 낮은 압력에서도 물을 액체 상태로 유지할 수 있도록 적응해 있음
• 매우 키 큰 Dipterocarp의 수리 시스템은 나무 높이에 맞게 진화해 있었고, 같은 가뭄 조건의 작은 Dipterocarp보다 더 큰 손상을 겪지 않는 것으로 나타남

Malaysian Borneo 현장 측정

• 연구진은 Malaysian Borneo에서 키 7~71m 범위의 Dipterocarp 나무를 조사함
• 각 나무의 여러 위치에서 다양한 형질을 측정해, 키가 큰 나무가 높이를 어떻게 보상하는지 확인함
  • 지면에 가까운 곳의 물 운반 관이 더 넓어짐
  • 잎은 시들기 전 더 큰 수분 스트레스를 견디도록 적응함
• 2023~2024년 강한 El Niño 가뭄 기간 전, 중, 후의 줄기 성장률도 함께 측정함

탄소 저장과 기후변화 모델에 주는 영향

• 가장 큰 1%의 나무는 숲의 지상부 탄소 중 절반 이상을 저장함
• 일부 기존 예측은 키 큰 나무의 수리 시스템이 약해 가뭄으로 죽을 위험이 더 높다고 봄
• 이런 전제는 일부 기후변화 영향 모델에 포함돼 있음
• 이번 결과는 그 전제가 맞지 않을 수 있음을 보여주며, 다른 키 큰 나무의 수리 시스템과 가뭄 회복력에 대한 추가 연구가 필요함

연구 참여와 논문 정보

• 공동 저자 Palasiah Jotan은 Dipterocarp가 Malaysian Borneo 열대우림을 지배하며 지역 생태와 생물다양성의 중심이라고 설명함
• 그는 가장 키 큰 Dipterocarp도 가뭄에 대해 수리적으로 회복력이 있다는 결과가, 변화하는 기후 속에서 이 숲을 보호해야 한다는 근거를 강화하길 기대함
• 연구팀에는 Sabah Forestry Department, UK Centre for Ecology & Hydrology, University of Aberdeen, 체코, 독일, 스페인, 브라질, 미국의 기관들이 포함됨
• 연구는 Natural Environment Research Council의 지원을 받음
• 논문 제목은 “Height does not impair the hydraulic system of the tallest tropical Dipterocarp trees.”임