유전자 분석으로 마다가스카르에서 바오밥나무 새로운 종 발견
by 위스콘신-매디슨 대학교University of Wisconsin-Madison
매디슨 대학교 연구진이 Taxon에 발표한 연구를 통해 마다가스카르 고유종인 아단소니아 보지(Adansonia bozy)라는 새로운 바오밥나무baobab tre 종을 발견했다.
이전에는 A. bozy에 속하는 개체들이 마다가스카르 바오밥나무의 다른 종인 아단소니아 자(Adansonia za)로 분류되었다.
두 종은 외형은 유사하지만, 정밀한 유전자 분석 결과 아단소니아 자 북부 지역 개체군은 다른 북부 마다가스카르 바오밥나무 종들과 더 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.
이번 발견은 멸종 위기에 처한 바오밥나무 보존 노력에 중요한 의미를 지닐 수 있다.
바오밥나무는 호주, 아프리카 대륙, 마다가스카르에서 자라는 매력적인 나무다.
이번 연구 논문 발표 이전에는 호주에 1종, 아프리카 대륙에 1종, 마다가스카르에 6종, 총 8종 바오밥나무가 인정되었다.
"바오밥나무에 대해 특히 실제로 얼마나 많은 종이 존재하는지와 같은 기본적인 생물학적 질문에 대한 답을 아직도 찾지 못했다는 사실이 놀랍다"고 이 연구 주 저자인 니사 카리미Nisa Karimi는 말한다.
그녀는 이전 식물학과에서 박사 학위 연구 주제로 이 프로젝트를 진행했다.
그녀는 위스콘신대학교 매디슨 캠퍼스 공동 저자인 데이비드 바움David Baum, 그리고 미주리 식물원Missouri Botanical Garden과 아이오와 주립대학교 연구진과 협력했다.
40년 이상 바오밥나무를 연구한 바움은 새로운 식물 종을 정의하는 기준이 복잡하지만, A. bozy의 경우 수집된 유전자 데이터 덕분에 그 기준이 명확해졌다고 설명한다.
"분류학에서 인정하고자 하는 어떤 집단이든 그 집단 내 생물들은 그 집단 밖 어떤 생물보다도 서로 더 가까운 유전적 관계를 가져야 한다"고 바움은 말한다.
바오밥나무 유전자를 분석하는 데 필요한 조직 샘플을 채취하기 위해 카리미는 마다가스카르 외딴 지역까지 직접 찾아가 나무를 찾아야 했다.
마다가스카르 바오밥나무 종들은 서로 비슷하게 생겨서 잎만으로는 종을 식별하는 것이 불가능한 경우가 많다고 카리미는 말한다.
"무슨 종인지 알기 위해서는 꽃이 핀 모습을 봐야 한다"고 카리미는 말한다.
하지만 말처럼 쉽지는 않다.
각 종은 약 한 달 동안 꽃을 피우는데, 꽃은 해가 진 후에야, 그것도 지상 30미터(100피트)가 넘는 높은 가지 끝에서 피어난다.
시기가 매우 중요할 뿐만 아니라, 거대한 나무줄기를 오르고 다시 내려오기 위해 필요한 복잡한 등반 장비를 다루는 훈련도 필수적이다.
카리미는 잎 샘플을 채취한 후 위스콘신으로 가져와 분쇄해 DNA를 추출했다.
조직에 다당류가 풍부해서 분쇄하면 매우 미끈거리는 물질이 생성된다.
"긴 유전자 서열을 얻으려면 고품질 DNA가 필요하다"고 카리미는 말한다.
"하지만 이런 미끈거리는 조직에서는 DNA가 쉽게 조각납니다."
수많은 시행착오 끝에 카리미는 필요한 고품질 DNA 가닥을 얻는 방법을 알아냈다.
그런 다음, 계통분석의 표준 방법인 표적 서열 포착(targeted sequence capture) 기법을 사용해 특정 생물체에서 관심 있는 수백 개 유전자를 식별하고 염기서열을 분석했다.
카리미는 먼저 한 생물체의 DNA 조각을 분석해 추적하고자 하는 유전자를 코딩하는 부분을 확인했다.
모든 생물체에 대해 이 과정을 완료한 후에는 종간 유전자 비교를 할 수 있었다.
또한 카리미는 계산 방법을 사용해 여러 종에 걸쳐 분석한 수백 개 유전자 염기서열을 요약하고 통합했다.
카리미는 "나중에 같은 종으로 분류된 종과 형태학적 특징을 공유함에도, [A. bozy]는 실제로 같은 종으로 분류된 종보다 마다가스카르 북부에 서식하는 다른 두 그룹과 더 밀접한 관련이 있다"고 결론지었다.
마다가스카르 전역에 걸쳐 분포하는 것으로 알려진 이 새로운 종은 멸종 위기에 처해 있다고 카리미와 바움은 추정한다.
마다가스카르의 보존 노력에 대한 자금 지원은 종종 멸종 위기에 처한 종을 우선시하기 때문에, 카리미는 A. bozy를 지원하는 데 더 많은 자금이 투입될 수 있을 것이라고 말한다.
그들의 연구 결과는 한때 널리 분포하는 것으로 간주된 A. za의 보존에 대한 의문도 제기한다.
이제 A. bozy 개체 수가 감소함에 따라 A. za는 더 작은 종이 되었고, 이는 보존 상태의 재분류를 촉발할 수도 있다.
카리미는 "종을 제대로 설명하고 명명하고, 서식지 내 다른 종들과의 관계를 이해하지 못하면 어떤 종도 보존할 수 없다"고 말한다.
그녀와 바움은 마다가스카르 외딴 지역에 아직 발견되지 않은 다른 종들이 있을 수 있다고 생각한다.
실제로, 그들의 연구 결과는 널리 분포하는 또 다른 종인 A. rubropstipa 역시 분류를 재검토해야 할 필요성을 시사한다.
그들은 마다가스카르의 바오밥나무에 대한 연구를 계속해 섬의 풍부한 생물 다양성에 대한 이해를 높이고 보존 방법을 개선할 계획이다.
More information
Nisa Karimi et al, Phylogenomic analysis of Madagascar's baobabs reveals admixed populations and supports resurrection of a previously described species, TAXON (2026). DOI: 10.1002/tax.70176