엽록체 DNA atpF-H, psbA-trnH region을 마커로 활용하여 국내에 분포하는 소나무속 식물들 중 17분류군에 대한 분자계통학적 연구를 수행하여 한국산 소나무속의 계통학적 유연관계를 규명하고, 소나무속의 유연관계를 잘 나타낼 수 있는 분자마커를 찾아내고자 연구가 수행되었다. atpF-H, psbA-trnH region의 조합분석결과 한국산 소나무속은 100%의 BP로 지지되는 단계통군으로 확인되었으며, 소나무아속과 잣나무아속으로 명확히 구분되어졌다. 본 연구에서 이용된 두 개의 분자마커 중 psbA-trnH region이 atpF-H region보다 한국산 소나무속의 계통 및 유연관계를 규명하는데 다소 높은 해상력을 나타내었다.
소나무속(屬) 23수종(樹種)의 침엽(針葉) Peroxidase 동위효소(同位酵素)를 전분(澱粉)겔 전기영동법으로 분석하였다. 각종(種)마다 특유(特有)의 밴드형(型)을 가지고 있었으며 이들 밴드형(型)은 7개군(個群)으로 나눌 수 있었다. 이가운데 제II군(群)은 어느 수종(樹種)에서나 나타나서 소나무속(屬)의 고유형(固有型)으로 추정(推定)하였다. 이들 7개군(個群)은 고전적(古典的) 형태분류군(形態分類群)과는 확실(確実)한 관계(関係)를 발견(発見)할 수 없었다.
소나무과 나무들은 자연생태계와 경관에 중요하고 경제적 가치도 높아 국민들이 가장 좋아하는 나무이지만 분포, 생태 및 자연사에 대한 정보는 적다. 이 연구는 한반도 소나무과 나무들의 분류체계, 계통발생과 기원, 외관, 분포, 산포와 이동, 생태를 검토하였다. 한반도에 자생하는 소나무과 나무는 소나무속, 가문비나무속, 이깔나무속, 전나무속, 솔송나무속에 속하는 5속 16종이다. 계통적으로 소나무속은 가문비나무속과 이깔나무속에 가까우며, 전나무속은 솔송나무속과 서로 가깝다. 플라이스토세 빙하기에 북방에서 들어온 침엽수들은 후빙기를 거치면서 한랭한 고산대와 아고산대에 살아남았다. 일부 침엽수는 한반도 북부와 남부 산지에 고립되어 적응하면서 풍산가문비나무나 구상나무와 같은 고유종이 되었다. 울릉도의 섬잣나무와 솔송나무는 오랫동안 격리되어 분포하는 종류이다. 한반도의 고산대와 아고산대에 자라며 씨앗에 날개가 없는 눈잣나무, 잣나무는 잣까마귀, 솔잣새, 어치 등 조류와 다람쥐 청서 등 설치류가 퍼트린다. 날개가 있는 소나무과 나무들은 주로 바람에 의해 씨앗이 퍼지는 것으로 보는데, 씨앗의 날개가 클수록 바람에 쉽게 퍼져 분포역이 넓고, 날개 크기가 작을수록 분포역이 좁다. 북한과 남한의 고산대와 아고산대와 섬에 격리되어 분포하는 종은 지구온난화와 같은 환경변화에 취약하며, 최근에 빠르게 확산되는 소나무재선충병은 소나무와 곰솔에 큰 위협이다. 나무를 근거로 자연환경 변천사를 복원하고, 자연생태계를 이해하며, 환경변화를 예측할 수 있다.
독도는 한반도 동단에 위치한 작은 섬으로 육지와의 거리도 멀어서 오랫동안 무인도였다. 사면경사가 급한 응회암질 사면은 투수성이 높아 배수가 양호하며, 평탄지가 적어서 토양층은 매우 얇고 저습지가 거의 없다. 따라서 화분이 보존되기에 매우 불리한 지질 및 지형환경이지만, 해양성기후 환경으로 인해 습도가 매우 높고, 적설량과 강우량이 과다하므로 약간의 평탄지에서도 화분 분석이 가능한 유기질 토양층이 형성될 수 있었던 것 같다. 독도는 일본과의 영토문제로 역사적, 정치적인 연구 성과는 상당량 축적되어 있지만, 현지조사를 수반하는 자연과학적 연구는 여전히 부족하고, 고생태학적 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 한국에서 최초로 독도의 화분분석이 시도되었다. 결과 목본류보다 초본과 포자식물의 비율이 높고, 상부층에서 목본의 비율이 급감하는 식생변화를 확인하였다. 목본류는 대부분 소나무속이었고, 그밖에 오리나무속, 참나무속, 자작나무속, 서어나무속, 가문비나무속, 느릅나무속이 소량 출현했다. 초본류로는 사초과, 석죽과, 백합과, 산형과, 쑥속, 숫잔대속, 수영속, 마디풀속이 소량 확인되었지만, 벼과, 쑥속 그리고 명아주과의 비율이 매우 높아 농경에 따른 인위적 영향으로 간주되었다. 독도에서는 농경이 불가능하므로 대부분 다른 곳에서 운반된 것이다. 소나무속의 소멸은 자연환경의 변화로 볼 수 있지만, 또 다른 가능성은 독도에 적응한 소나무(Pinus thunbergii)를 벌채한 결과 사라졌을 가능성도 있다.
소나무과 소나무속에는 세계적으로 90여종의 소나무가 알려져 있고 대부분이 지구의 북반구에 분포하고 있다. 우리나라에는 자생종으로 소나무, 곰솔, 잣나무, 섬잣나무, 눈잣나무 등 5종이 있고 도입종으로 백송, 스트로브잣나무, 리기다소나무, 방크스소나무, 만주곰솔, 구주소나무, 테다소나무, 대왕송 등 9종이 있다.
본 연구에서는 (재)전남문화재연구원이 발굴 조사한 완도 보길도 윤선도 유적에서 출토된 수침고목재 유물 6점의 수종을 조사한 것이다. 그 조사결과 소나무속 경송류가 4점, 비파나무 1점, 노린재나무속 1점으로 식별되었다. 식별된 수종은 모두 난대성 수목이며 완도 보길도에서 흔히 찾아볼 수 있는 수종이었다.
홀로세 동안의 한반도 식생사와 환경변천사를 고식물상, 고기후, 고고학 고문헌등 다 양한 자료를 활용하여 복원하였다. 10,000년 전부터 6,700년전까지 중부 동해안 지방에는 온 대성 낙엽 활엽수가 점차 증가하였으며 이에 따라 서늘한 기후를 선호하는 나무들은 8,000 년 전을 기점으로 급격히 감소하였다 6,700년 전부터 4,500년 전에는 비교적 온난한 기후를 반영하는 참나무류와 잎이 2개인 소나무류등이 번성하여 약 8,000년전부터 4,500년전까지가 후빙기에 들어서 가장 따뜻했던 시기로 추측된다, 4,500년 전부터 1,400년 전까지 중부지방 에는 서늘한 기후를 선호하는 식물들이 그리고 남부 지방에는 온난한 기후를 좋아하는 식물 들이 각각 분포하여 식생과 기후의 남북차가 뚜렷했음을 알수 있다. 재배되는 벼의 화분과 초본식물의 꽃가루 및 포자의 출현은 인위적인 삼림 파괴가 커져감을 나타낸다. 1,400년 전 부터는 온대성 나무들이 급격히 감소하는 반면 서늘한 기후를 선호하는 전나무속이나 잎이 5개인 소나무 등이 출현하여 기후가 한랭해졌음을 나타내며 이는 아마도 소빙기의 출현과도 연관되어 있을것으로 본다. 한반도 중부 이남지방의 서해안과 동해안의 식생을 시, 공간적 측면에서 복원한 후 비교 검토하였다, 한반도 서해안의 경우 6,250년 전부터 1,500년 전까지 오리나무속이 우점하는 식생이 지속되었으나 1,500년 전부터는 소나무속이 이를 대치하였다 반면에 동해안에서는 10,000년 전에서 2,000년 전까지 참나무속과 소나무속이 주로 분포하여 으나 2,000년전부터는 소나무속이 우점하였다, 1425년 이래 기록된 고문헌들을 활용하여 역 사 시대 동안의 산지 식무과 재배 식물의 분포역 그리고 분포의 시대적 변천과정을 파악할 수 있었다.
소나무속의 3수종, 소나무, 리기다소나무 및 잣나무의 부위별 추출물을 병원진균인 Colletotrichum gloeosporioides를 대상으로 항균활성을 조사하였다. 위 균주에 대하여 가장 우수한 항균활성은 잣나무 수피 및 근피 EtOAc 분획분에서 나타났는데 5.0 mg/l 농도에서 각각 98.8%와 100%로 조사되었다. 한편 두 분획분의 위 균주에 대한 $ED_{50}$(median effective dose)는 각각 469 ${\mu}g/ml$및 588 ${\mu}g/ml$로 조사되어 수피 추출물이 보다 낮은 값을 나타내었다. 잣나무 수피 EtOAc 분획분의 다른 병원진균 Alternaria brassicicola 및 Fusarium oxysporum에 대한 $ED_{50}$는 각각 533 ${\mu}g/ml$ 및 2,277 ${\mu}g/ml$로 나타나 이 분획분의 항균활성은 F. oxysporum보다 C. gloeosporiodes나 A. brassicicola이 더 우수한 것으로 조사되었다. 한편 잎 추출물의 경우를 보면, 소나무 잎 EtOAc 분획분은 C. gloeosporiodes에 대하여 5.0 mg/l 농도에서 39.6%의 활성을 보였으나 다른 두 수종의 잎 추출물에서는 추출 용액에 상관없이 거의 활성이 나타나지 않았다. 현재 주요 항균활성 화합물들은 분리, 동정 중에 있다.
점봉산 고위평탄면상 방태천 상류부에서 11 지점의 고산습지가 발견되었다. 그 가운데 2개 지점(JB1, JB-2)에서 화분분석을 행하여 약 1,700년 BP 이래 점봉산 일대의 고식생 및 기후변화를 추정하였다. JB1 지점에서 화분대I의 1,700~1,000년 BP 경에는 소나무속과 참나무속이 우점한 환경에서 수심이 있는 고산습지가 형성되었다. 화분대II 시기는 1,000~400년 BP 경에 해당하며, 참나무속이 극상림을 이루며 온난화 경향이 뚜렷하여 중세온난기와 대비된다. 또한, 습지에는 물이끼류가 크게 증가하였으며, 화분아분대IIc 시기에는 고산습지가 넓게 확대되면서 JB-2의 습지가 형성되기 시작하였다. 화분대III 시기는 약 400년 BP 이래 현재까지로 소나무속이 증가하고 참나무속이 상당히 감소하였으며, 소빙기 기후 환경을 반영한다. 또한 소나무속의 증가로 볼 때 JB-1보다 JB-2에서 인간 간섭의 영향이 더욱 컸다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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