고대 기후 변화가 오늘날 꽃식물이 다양한 이유

 

멜버른 대학교 제공

호주와 오스트리아 연구진에 따르면, 지난 1억 4천만 년 동안 지구에서 가장 따뜻한 두 시기가 대규모 멸종과 식물 다양성의 폭발적인 증가를 모두 초래했으며, 이는 꽃식물이 육상 식물 중에서 지배적인 위치를 차지하게 된 이유를 설명할 수 있다고 한다.

네이처 플랜츠(Nature Plants)에 발표된 이 연구는 화석화한 꽃가루와 포자pollen and spores를 분석하여 백악기 중기와 신생대 초기에 발생한 극심한 지구 온난화가 식물 진화에 중요한 역할을 했다는 사실을 보여준다.

이는 꽃식물뿐만 아니라 다른 주요 육상 식물 그룹에도 적용됩니다.

육상 식물은 육상 생명에 필수적이다.

식물이 태양으로부터 얻는 에너지는 거의 모든 육상 동물, 균류, 박테리아 생존을 뒷받침한다.

멜버른 대학교 명예 연구원인 케일 스나이더만(Kale Sniderman) 수석 저자는 꽃식물이 전 세계적으로 약 40만 종에 달하는 가장 생산적이고 다양한 육상 식물 그룹이라고 말했다.

"꽃식물은 육지 생태계의 대부분을 지배합니다. 대기 중 이산화탄소를 흡수하는 데 육상 생태계에서 가장 중요한 역할을 하는 생물들이죠. 또한 동물, 균류, 박테리아와 복잡한 공생 관계를 맺고 있습니다." 

"이러한 공생 관계 덕분에 수많은 종들이 생겨났고, 각 종은 서로 다른 종의 꽃식물을 먹고, 꽃가루를 옮기고, 씨앗을 퍼뜨리고, 분해하는 등 다양한 역할을 수행하게 되었습니다."

꽃식물이 어떻게 세계를 지배하게 되었는지는 아직 명확하지 않다. 

백악기 중기, '공룡 전성기peak dinosaur time'(약 1억 년 전)에 꽃식물은 그 이전 2억 년 동안 육지를 지배한 기존 식물들을 밀어내기 시작했다.

기후가 이러한 변화를 이끄는 중요한 요인이었을 가능성이 있지만, 화석 기록의 한계 때문에 기후와 식물 다양성 사이의 명확한 연관성을 밝히기는 어려웠다.

"발견 가능한 화석 수는 지질 시대와 지역에 따라 다릅니다. 따라서 화석화한 종의 수를 단순히 세는 것만으로는 진화 과정에서의 다양성을 제대로 파악할 수 없습니다." 스나이더만은 설명했다.

연구진은 6만 건이 넘는 화석 발견 사례에 대한 데이터를 수집하고 화석 기록의 주요 편향을 극복하는 방법을 적용했다.

그 결과, 지난 1억 3천만 년 동안의 연속적인 시기에 걸쳐 화석 꽃가루와 포자의 다양성을 수정하여 추정했다.

태즈메이니아Tasmania 대학교 식물학 교수이자 이번 연구 공동 저자인 그렉 조던Greg Jordan은 "이번 연구는 육상 식물의 멸종과 새로운 진화적으로 관련된 식물의 출현이 대부분 전 지구적으로 극도로 따뜻한 두 시기에 발생했음을 보여준다"고 말했다.

"이러한 극도로 따뜻한 '변화기turnover intervals'는 각각 수백만 년 동안 지속되었습니다. 따라서 가장 따뜻했던 온실 기후는 식물 다양성을 파괴하는 동시에 촉진했지만, 이는 수백만 년이라는 시간 규모로 볼 때만 해당됩니다."

"반면, 서늘한 기후에서는 변화가 거의 없었습니다. 식물 집단 간 상호작용이나 지리적 고립(예: 호주가 남극 초대륙 곤드와나Gondwana에서 분리되기 시작한 시점)과 같은 식물 다양성 추세의 다른 잠재적 원인은 기후만큼 식물 다양성 추세를 잘 설명하지 못했습니다." 

오스트리아 빈 자연사 박물관 고생물학 큐레이터이자 이번 연구 공동 저자인 크리스 메이스Chris Mays 박사는 현재 인간 활동으로 인한 온난화가 중기 백악기 및 초기 신생대보다 훨씬 빠르게 진행되고 있다고 말한다.

메이스 박사는 "인간 활동으로 인한 온난화는 과거 극심한 온난화 시기보다 훨씬 빠른 속도로 식물 멸종을 초래할 가능성이 높다"고 경고한다.

"멸종된 종은 결국 새로운 종으로 대체되겠지만, 특히 화석 연료 연소로 인한 이산화탄소 배출을 멈춘다면 오늘날 종의 멸종을 막을 수 있는 힘이 우리에게 있는 상황에서, 수백만 년 동안 진화를 기다리는 것에 만족할 사람은 많지 않을 것입니다." 


Publication details
Nature Plants (2026). DOI: 10.1038/s41477-026-02429-y

Journal information: Nature Plants