숲속 깊은 곳, 누구도 본 적이 없을 것 같은 아름다운 포자를 뿜어내는 버섯을 만난다면 어떻게 느낄까. 무지개빛 포자를 가진 버섯-그것은 마치 자연이 낳은 보석처럼 빛나는, 극히 희귀한 존재다. 최근 이러한 희귀 표본인 무지갯빛 포자버섯에 대해 계통분류학적인 접근을 통해 그 진화적 위치나 분류군의 특정을 시도하는 연구가 진행되고 있다.
본 기사에서는 무지개색 포자버섯의 계통분류학적 위치의 해명을 주제로 그 발견, 분석방법, 분류의 배경, 그리고 과학적·생태학적 의의에 대해 자세히 소개한다.
목차
무지개빛 포자버섯이란 무엇인가? 그 희소성과 관찰 사례
무지갯빛 포자버섯은 포자가 빛의 간섭이나 굴절에 의해 무지갯빛 또는 다색성 광학 효과를 갖는 균류를 말한다. 이는 생물 발광이 아니라 주로 구조색(structural color)에 기인하는 것으로, 빛의 각도나 관찰 조건에 따라 색이 변하는 특성을 갖는다.
이러한 버섯은 세계적으로도 보고 사례가 적어 일본 국내·외의 몇 예를 제외하고, 그 대부분은 미기재종 또는 분류 미확정종이다. 포자 인쇄를 통해 무지개 색깔의 윤곽이 뚜렷이 드러나면서 사진가와 연구자들 사이에서도 관심이 높아지고 있다.
계통분류학이란? DNA 분석을 중심으로 한 현대적 기법
기존의 버섯 분류는 형태 관찰이나 포자의 크기·색상·우산 모양 등 형태학적 특징에 의존하고 있었지만, 현재는 이에 더해 분자 계통 해석(몰레큘러·필로제니)이 주류를 이루고 있다.
주요 분석 기법:
ITS領域（Internal Transcribed Spacer）解析
균류의 종 식별에 있어 가장 범용되는 DNA 영역. 무지갯빛 포자버섯에서도 이 배열의 염기 정보가 계통수 구축에 사용된다.
LSU（Large Subunit rRNA）やSSU（Small Subunit rRNA）
상위 분류군의 추정이나 속 레벨의 위치 설정에 유효.
β-tubulin·RPB1·RPB2 등의 핵유전자 해석
계통 분화의 상세한 해석에 필요하다.
이러한 마커를 이용해, 최대 절약법(MP)이나 최대우법(ML), 베이즈법(BI)이라고 하는 통계적 수법으로 계통수를 구축해, 미지의 버섯이 이미 알려진 분류군의 어디에 자리잡는지를 검증해 간다.
무지갯빛포자버섯의 가설적인 분류위치와 그 특징
현재까지의 연구에서 무지개색 포자를 가진 버섯은 주로 조랑가시나무목(Agaricales) 속에 속할 가능성이 높은 것으로 알려져 있지만 명확한 속 수준으로의 동정은 난항을 겪고 있다.
일부 표본에서는 다음과 같은 특징이 보고되고 있다.
포자는 구형 또는 타원형으로 후막하고 명료한 광간섭층을 가진다
포자의 크기는 5~9μm 내외, 포자벽에 층상구조를 가지는
우산 표면은 점성이 있어 습윤 상태에서 무지갯빛 반사를 강화하다
포자의 구조색은 금속 이온 농도나 pH에 따라 변화할 수도 있음
이러한 특징으로부터, 일부의 연구자는 「새로운 속 레벨의 분류군을 설립해야 한다」라는 견해를 나타내고 있어, 장래적으로는 독립된 계통군으로서 명명될 가능성도 나오고 있다.
필드와 랩 연결 표본 채취에서 분류 확정까지의 과정
희귀 표본인 무지개색 포자버섯의 분류 연구에서는 필드 워크와 랩에서의 해석의 연계가 불가결하다.
표본의 채취와 기록
GPS위치,표고,토양성분,공생식물등 상세기록
형태학적 관찰
포자 인쇄, 현미경 아래 형상 관찰, 매크로·미시 특징 기술
DNA추출 및 증폭
신선한 포자 또는 자실체에서 DNA를 추출하여 ITS·LSU 등을 PCR로 증폭
계통분석과 비교
GenBank 등의 데이터베이스와 대조하여 계통수 구축
신종·신속 가능성 평가
형태와 분자 데이터 양면에서 비교하여 분류군에 대한 소속을 재평가
무지개빛 포자버섯이 보여주는 과학적·생태학적 의의
무지개빛 포자라는 극히 특이한 특징은 단순한 아름다움뿐만 아니라 환경과의 상호작용과 진화적 적응을 시사하는 중요한 단서로도 여겨진다.
자외선 반사·회피 기구의 가능성
포자의 비산 효율을 높이는 광간섭 구조
야행성 곤충과의 공생 전략(빛 반사에 의한 유인)
이와 같이 무지개빛 포자는 생태계 내에서 특이한 기능을 하고 있을 가능성이 있으며 계통분류학은 그 이해를 향한 첫걸음이 된다.
정리
희귀표본 무지개색 포자버섯의 계통분류학적 위치를 규명하는 것은 균류학에서 새로운 문을 여는 중요한 연구주제이다. 겉모습의 아름다움 뒤에는 진화, 생태, 유전의 깊은 이야기가 숨어 있고, 그 정체를 파헤치는 작업은 자연의 언어를 해독하는 것과 같은 행위일 뿐이다.
앞으로 더 많은 표본이 발견되고 계통수상에 그 위치가 명확하게 그려짐으로써 우리가 몰랐던 균류의 다양성과 자연의 창조력에 새로운 빛이 비춰질 것이다.