잡초가 정말로 나쁜 것일까? > 자유 게시판

2004-10-22 농림수산 / KISTI
도대체 무엇이 어떤 식물체를 침입적으로 만들어서 방제하기 어렵게 하는 것일까? George Thorogood이 한때 불렀던 팝송에서처럼 잡초들이 정말 완전히 나쁜 존재일까? 여러 해 동안, 잡초학자들은 잡초 및 침입적인 식물체들을 제초제를 이용하고 관개를 통해 방제하는 것에 대한 관심을 가져왔다. 의심의 여지없이 화학적 그리고 기계적 방제 전략들의 활용이 침입 식물들 및 잡초들의 수를 감소시켰으며, 농업생산성을 증대시켰고 노동효율의 증가를 가져왔다. 그러나 불행히도 이들 전략들에 대한 과도한 의존으로 인해 생산비, 환경적인 우려 및 건강에 대한 우려감을 증가시키는 결과를 초래했다. 예를 들어, 식물들에 대해 강한 도태압을 발휘하는 제초제들의 반복적인 사용으로 인해 전 세계적으로 약 290여종의 제초제 내성 생물형(biotype)들에 대한 존재가 보고 되었다. 또한 관개, 쟁기질, 경종의 과도한 사용으로 인해 심각한 토양 분해 문제를 가져오게 되었다.

경제의 세계화와 더불어 식물 이동 증가, 자연 서식처의 중요성에 대한 증가된 고려 그리고 환경적인 책무, 공공보건 및 사회적인 웰빙에 대해 농업에 쏟아지고 있는 증대된 압력들로 인해 잡초학에 대한 연구자들의 접근성에 변화를 주고 있다. 결과적으로 잡초 및 침입 식물들이 살아가는 생태계의 테두리 내에서 이들을 연구하고자 하는 관심이 점차 증가하고 있다. 가장 저명한 과학저널들인 "Science"와 "Proceeding of the National Academy of Science"에 최근 발표된 3개의 논문들은 잡초 및 침입 종들에 대한 연구에 있어 어떤 새로운 견해를 제공하고 있다.

여러 해 동안, 어떤 도입 식물 종이 침입적으로 되는 주요 원인이 이것의 성장을 억제하는 곤충, 기생자, 질병 및 경쟁자들이 전혀 존재하지 않는 어떤 새롭고 살기 알맞은 환경에 놓이게 되었기 때문이라고 생각해 왔다. 식물 생태학자들은 이런 신규 환경에서 그들 종들이 더 높은 생식적인 성공 및 생장을 갖는다고 생각해 왔다.
이러한 가정은 사이언스지 8월20일 자에 Jay Withgott 발표한 논문에서 도전을 받게 되었다. 이 논문은 일부 연구결과들을 종합 정리해서 잡초 및 침입 식물체들에 대한 기존의 우리들의 생각에 새로운 견해를 제공해 준다. 그 논문은 일단 어떤 생물이 자신의 천적을 벗어나게 되면 천적으로부터 자신들을 보호하기 위해 개발된 그 방어 기작들을 더 이상 필요로 하지 않는다고 주장한다. 이러한 방어 기작들이 값비싼 에너지 및 자원을 필요로 하기 때문에, 그 침입자는 보다 경쟁적으로 되는 방향으로 자신의 저장물들을 할당하게 된다. 식물체의 경우, 할당 전략에서의 이러한 변화가 더 키가 크고, 더 빠르게 성장하고 또는 더 큰 생식력을 갖는 쪽으로 전환된다.

따라서 우리는 그 개개의 개체들이 아니라 이러한 상황들에 대해 비난해야 한다. 왜냐하면 조절 기작들에 대한 부재가 그 유입자들이 침입적으로 되게 만들었기 때문이다. 비록 그 증거들은 명확하지 않을지라도, 이 논문은 오구나무(Chinese tallow tree)와 고추나물(St. John's Wort)을 포함한 일부 종들은 방어 기작의 감소가 있는 곳에서 보다 더 침입적인 본성을 나타낸다고 보고 한다.

PNAS에 실린 Baucom과 Mauricion의 연구에서 이들은 잡초 개체군들에 대한 반복적인 glyphosate 처리 결과를 강조하고 있다. 이 저자들은 미국 남동부 지역의 농지들에 영향을 미치고 있는 해로운 잡초인 둥근잎나팔꽃(tall morning glory)에 대한 연구를 하였다.

이 저자들은 8년 동안 Roundup？을 계속해서 살포한 일부 농장들에서 잡초 종자를 수집했다. 이 종자를 일반 정원에 심고 glyphosate로 묘포에 살포한 후, 이들은 약해와 제초율을 조사했다. 그들은 각기 다른 둥근잎나팔꽃 개체군들 사이에 제초제 내성에 대한 유전적인 변이가 존재한다는 사실을 알게 되었다. 이들은 반복적인 glyphosate 처리가 내성을 갖는 생물형들을 선택하는 강한 도태압으로 작용했다고 결론지었다. 그러나 glyphosate가 없는 경우, 내성을 보인 유전자형들은 감수성을 보인 유전자 형들 보다 더 적은 수의 종자를 생산했다. 그러므로 이들은 식물이 내성을 갖기 위해서는 상당한 비용이 필요하지만, 그 비용은 glyphosate에 의해 부여된 도태압으로 무시해도 되는 것이라고 본다.

마지막으로, PNAS에 게재된 또 다른 논문에서 Kumar 등은 각기 다른 잡초 관리 시나리오 하에서 재배되고 있는 토마토에서의 잎 노화와 식물병 내성을 비교했다. 어떤 경우에 잡초들은 피복형 작물인 헤어리베치(hairy vetch)를 이용해서 방제했다. 또 다른 경우에는 잡초 방제를 검은 폴리에틸렌 비닐로 실시했다. 몇가지 유전적인 기법들을 이용해서 이들은 콩과 피복 작물들의 유용한 측면을 보여주는 기작들을 평가했다. 특히, 그 저자들은 토마토가 특이한 계열의 유전자들을 발현함으로써 피복 작물들의 존재에 반응한다는 것을 보여 주었다. 이러한 각기 다른 유전자 발현의 종합적인 결과로 헤어리베치 피복작물과 함께 자라고 있는 토마토가 더 오래 생존하며 잎 노화가 더 지연되고, 병에 대해 더 강한 내성이 나타나게 되는 것이다.

이러한 연구들은 어떻게 잡초학이 어떤 식물체를 잡초로 만드는지에 대한 기작에 대해 보다 더 잘 이해하는 방향으로 진보하고 있음을 보여주는 훌륭한 예들이라 할 수 있다. 확실히 도래하고 있는 상황은 복잡하다.

그럼에도 불구하고, 잡초 생물학 및 생태학에 대한 진일보된 지식이 장기간 지속 가능한 우리 농업환경, 방목지 및 자연계를 보장해 줄 농업 전략들을 우리들이 개발할 수 있게 할 것이다.

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