나무의 죽음, 차윤정, 웅진 지식하우스 2007

1. 오래된 숲

오래된 숲의 미덕

숲 덮개층을 통과하지 못한 배는 대기 중으로 가고, 통과한 빗물은 두터운 토양층으로 낙엽층 충격 완화되어 스며든 후 긴 시간 후 숲 바닥층을 통과해 주변 계류로 흘러감- 숲이 없다면 상당량의 물이 바로 흘러들어가 물수지 악화, 기후 변화됨.

오래된 숲-비옥한 흙, 생물의 사체 유기물이 분해되고 쓰러진 나무들도 물기모아 낙엽 썩히고, 서서히 분해되어 잠재적 양분 안정적 저장.

잎, 꽃, 열매와 달리 줄기와 뿌리에 더 많은 탄소를 저장. 성장기 숲엔 불안정한 종들 증가로 다양성 높지만 안정되면 밀려나는 종이 많다. 오랜 숲에서는 엄격하고 신중하게 생물종 선택, 고유종이 됨. 영국의 적색자료집(멸종위기종) 곤충과 곰팡이는 죽은 나무와 함께 사라짐.

1년생 잎과 499년생 줄기

큰 나무를 유지하는 힘은 1년생 잎과 3개월 수명을 가진 뿌리털, 5-6개월 생장으로 다음 세대 눈을 생성하고 낙엽지며 상록수 잎도 2-3년. 수피 안쪽 얇은 세포층만 외곽쪽으로 분열해 나가며 목질세포로 박제됨. 안쪽 세포는 원형질을 버리고 셀룰로스 리그닌 등 목질성분으로 지탱역할. 30㎛세포의 연결로 매년 새로운 세포로 대체됨. 500개의 나이테가 거꾸로 벗겨지는 데 해체 전문가들이 긴 시간 오랜 노동을 함.

생명의 바다, 수액

가지가 갈라진 골을 따라 개미가 감로수를 먹는다. 증산력으로 끌어올려진 목부수액엔 주요 성분이 포함되어 토양으로부터 확산되어 최근 1-2년에 생성된 도관세포로 이동. 긴 나무줄기에서는 나선형으로 광대한 잎 층에 수분 공급. 위에서 내려오는 달고 진한 사부수액은 살아있는 세포조직으로 보조세포의 도움을 받음.

수액쟁탈전

설탕단풍나무, 고로쇠 수액은 단맛으로 곤충의 천국, 곤충 몸을 빌어 곰팡이 버섯 포자도 나무로 침투. 밤이면 사냥의 명수인 사슴벌레가 날개 진동소리 위용을 자랑하며 수액에 내려앉아 적격인 혀로 포식. 강한 턱을 가진 사슴벌레 강한 뿔을 가진 장수풍뎅이, 낮 동안 발효된 수액은 알콜이 되어 사슴벌레는 황홀한 밤하늘 감상, 말벌, 풍뎅이, 나비가 뒤를 잇고, 딱따구리는 수평의 테를 둘러 구멍을 만들고, 다람쥐 사람도 상처를 냄. 수액 속 곤충알, 애벌레 노리는 나무쑤시기도 야간에 수액 흐르는 곳의 곤충을 포식, 수액 속 당분은 미생물 기호식품, 식물은 수피의 상처에 목부 활동세포인 유세포가 수지구를 만들어 고무, 송진, 옻 등 부패 방지 상처치유물질을 분비. 밤에 기공 폐쇄로 역전흐름이 일어나 나무에서 수액이 뿌리로 이동, 근권에 소량의 무기양분이 저장되면 곰팡이 포자가 발아, 세균 번식이 일어남

오래된 나무의 시련

줄기밑동을 통한 공격

고착생명체의 시련-무수한 동물의 표적, 땅 속 얽힌 뿌리는 큰 적들로부터 땃쥐, 두더지의 요새가 되어 수시로 갉아 먹히고, 무성하게 피어난 버섯균에 와해되어감. 갈라진 줄기사이에 피어난 금마타리의 뿌리도 계속 파고 들어가고 설치류의 상처, 곰팡이 균사의 목질 분해 효소, 지네는 수피와 목질을 들뜨게 하고 겨울잠 자는 도마뱀과 개구리, 새들의 둥지로 이용됨.

영광의 상처, 줄기 속 동공

침입한 균사로 인해 단단한 나무 안쪽동공이 생겨 곰의 동면장소, 빗물이 고여 각다귀 산란 장소, 낙엽이 들어와 썩으면 작은 곤충 꼬여듬. 도토리 저장용 구멍은 곤충이 낸 구멍보다 훨씬 크고 얕으며 죽은 지 오래된 나무에서 보임

뒤영, 맵시벌은 수피 약한 나무에 긴 산란관 꽂고 산란하고 유지매미 애벌레는 나무속 굴을 내며 땅속에 들어가 나무 뿌리를 먹고 자람.

2. 죽은 나무

위대한 숲의 유산

잎이 없는 죽은 나무, 서 있는 고사목, 죽은 나무는 신인 배우를 배출하는 무대, 새로운 종의 출현을 기대

수피의 비밀

독립된 수피 생산 조직, 수피 안쪽 관다발조직, 외수피의 코르크 조직은 수분 손실, 충격, 병균침입, 산불피해 방지, 물이 잘 스며들어 다양한 착생식물 서식처. 밀도 높은 수피 공격이 열쇠, 수피딱정벌레는 느슨한 수피 뚫고 들어가 수피를 씹어먹으며 페로몬 방출로 수컷 유인 안쪽 목재에 산란 부화한 알은 변재부를 씹어먹으며 심재부로 들어감, 사슴벌레는 참나무 두꺼운 수피에 산란, 비단벌레, 거저리, 썩덩벌레 애벌레도 죽은 나무 포식. 수피가 떨어져 나가는 순간 급격한 쇠퇴의 길

나무에 매달린 새

시속 25km 왕복해도 chacha한 연골로 이뤄진 뇌의 충격 흡수, 무성한 털이 콧속 톱밥 출입억제. 딱따구리는 날카로운 앞발톱으로 나무를 찍고 빳빳이 내린 꼬리는 위로 올려주기만 해서 상횡으로만 이동 가능, 긴 혀로 좀벌레, 하늘소 유충 포식 PCE(primary cavity excavator) 최초의 구멍 제작자 딱따구리는 새로운 둥지 개척, 연쇄적으로 다른 생명체가 이용. 가장 최근에 죽은 나무 선호, 수관을 잃으면 인연 끝. 생태계의 우산종

딱새는 자연스런 옹이 선택, 사시나무 갈라진 줄기 틈도 이용. 동고비는 딱따구리 둥지 입구에 진흙 발라 크기 줄이고 다양한 재료로 푹신하게 리모델링, 파랑새는 번식기에 급히 강제로 탈취, 격렬한 전투를 불사. 족제비는 박쥐를 찾아 나무 구멍 속 애벌레 쉽게 획득. 죽어 서있는 풍부한 목질의 나무는 날개가진 짐승에게 최고의 안식처

죽은 나무에 쌓아올린 곤충왕국

142만종 중 87만 5천종이 절지동물, 곤충이 75만종, 석탄기 말기 3억년 전부터 곤충이 장악한 지구. 생태적 지위가 비슷한 예비 동등종 풍부, 딱정벌레는 완전변태 곤충으로 앞날개가 딱지날개로 변형, 100만 동물 종 중 29만종 차지, 생,사조직 먹는 부류로 크게 분류, 바구미는 건조한 나무껍질 선호. 천공성 곤충의 교미장소는 죽은 나무, 방어력 감소한 나무에서 교미 특히 산불 벌목 등 교란에 의해 교미장소 늘면 급증- 연쇄적으로 절지, 포식성 동물 증가하므로 화재로 타죽은 나무 빨리 제거해야 한다. 충분한 물기 머금은 나무는 사슴벌레 산란 최적 장소, 10일 후 부화 되면 알껍질 먼저 먹고 방수물질로 코팅한 후 아래로 이동하며 나무 갉아먹으며 2-3년 자람-딱따구리의 표적

장수하늘소는 낙엽썩은 곳에 산란, 땅 속에서 성충이 되지만 수령100년 이상 지름 40cm 이상 된 약간 썩은 서어나무 1m 이상 높은 곳에만 산란. 생태적 지위의 특수화, 전문화는 다른 종과 경쟁 회피하지만 변화에 대한 저항성은 감소, 멸종우려. 암브로시아 딱정벌레와 나무좀은 목질조직 먹지 않고 밖으로 던져 하얀 가루쌓임, 딱정벌레는 성장하며 암브로시아 균을 먹고 썩은 나무에 수분이 부족하면 곰팡이 성장정지, 이를 먹는 딱정벌레도 굶어 죽는다. 고슴도치는 딱정벌레 포식자인데 칼레도니아숲 죽은 나무가 현저히 줄자 분해성 딱정벌레 37% 사라지고 연쇄적 손실이 야기됨.

개미는 따뜻 습도 보장되는 죽은 나무를 갉거나 뜯어먹어 사람과 마찰. 여왕벌의 산란 장소 마련을 위해 일개미들이 목질 갉아냄. 큰점박이푸른부전나비 애벌레는 2령기까지 진딧물 단물 먹다가 3령기 때 일본왕개미에게 끌려와 개미와 공생, 개미잡이부전나비는 개미 애벌레 포식

흰개미는 개미와 무관, 바퀴벌레와 근연, 위장 속 셀룰로스 분해하는 원생동물과 질소고정세균 소유, 혐기성 조건으로 공생. 늦여름 흰개비떼 짝짓기 비행 후 스스로 날개 먹어치우고 부패목 둥치 차지.

톡토기는 토양동물로 무변태, 무날개, 2억5천만년전 곤충 날개 진화하므로 오랜 역사 짐작, 잡식성, 알의 부화시 특히 물 필요, 봄 물기 가득한 싱그런 이끼 위에서 톡톡 튀어오르는 무리. 긴 더듬이와 스프링(spring tail). 땅에 사는 거미로부터 빠져나오기 위해 미끈거리는 나비날개 인편가루 뒤집어 쓰고, 부식질에서는 닷거미 의태로 보호. 날개응애 부패목의 세균, 곰팡이 조류 지의류 포식

다리의 힘, 절지동물- 부패목이 가장 이상적 서식장소인 노래기는 밤에 활동하며 거미나 곤충포식, 부패목에 알을 낳아야 하는 지네는 곰팡이 감염 피해 계속 알을 핥아줌.

곤충세력저지는 기생이란 강력한 조절 장치, 20% 기생벌은 숙주곤충 애벌레에 산란함. 일부만 먹는 초식, 전체를 먹는 포식. 소나무에 산란한 하늘소와 나무좀의 유충은 비극적 운명, 나무좀의 대량 발생에 따른 페로몬, 휘발가스는 천적유인. 파리매와 사슴벌레 애벌레 운명- 혀같은 긴 부리로 방수용 코팅 먹이를 쪼아 먹음,

숲의 놀라운 초록 융단(이끼)

2만종 이상 광대한 지역 분포, 산불 난 숲, 여름비에도 흙의 이동이나 종자를 붙잡고 유기질 흙을 생성. 펙틴 세포벽으로 대기 중 수분 흡수, 관다발 없어 물에 더욱 민감. 침엽수림 숲에서 짙고 깊은 층을 이룸. 낙엽활엽수림 숲에서는 죽은 나무 쓰러진 굵은 나무에 표면이 거친 터를 잡고 공기 이동 저하시키는 난기류대 형성. 수분을 오래 머물게 함. 죽은 나무 분해열과 이산화탄소가 난기류대에서 10배 이상 높아 이끼 성장에 이용되지만 포자가 날리려면 난기류대보다 높은 포자대를 가짐. 높은 나무의 줄기도 넓은 생장터.

이끼숲- 누운 나무는 상이한 서식환경으로 빗자루이끼는 침엽모양의 긴 가지 뭉치로 작은 틈에서 새로운 집단을 형성하고 청설모 털에 묻어 이동, 도약할 때 발톱에 걸려 이끼 떨어져나가고 새로운 뭉치가 틈을 메운다. 테트라비스이끼는 이끼 틈을 메우고 곰팡이균에 의해 쓰러진 나무의 틈에 포자가 정착해 발아.

이끼 층은 고사리의 포자나 소나무 씨가 발아하기 적절한 장소, 무척추동물의 산란 부화 우화 장소, 게아재비의 긴다리 산책, 겨울잠 앞둔 곰의 먹이, 체표면적이 커서 마르기 쉬운 작은 곤충 보호

균의 절대적 서식지- 버섯은 숲의 분해자, 부후균, 목재부후균,

세포벽 두꺼운 섬유조직과 달리 얇은 저장 선조직은 균과 박테리아의 1차 표적, 곤충같은 침투성 동물의 기계적 분해, 소화기관 내 미생물이 소화를 도움, 리그닌 분해에는 산소가 필요. 균사의 목질 분해 효소로 생화학적 분해가 이어짐. 90% 백색부후균이 리그닌 분해, 갈색~이 셀룰로스 분해. 균사는 분해 방지 위해 키틴질로 싸고 있음. 딱따구리 부리에 곰팡이 포자가 붙어, 혹은 애벌레의 갱도에 의해 쉽게 침입.

외수피, 심재부는 죽은 조직, 내수피와 변재부는 죽어서도 상당 부분 활성을 띠며 수피 형성층으로부터 내수피는 매년 생성되고 내수피 안쪽으로 사부세포. 직경 30cm 이내 변재부 비중이 높아 분해가 빠르며 직경이 작은 부분부터 사라진다.

백색부후균은 광범위한 곤충 부양, 목질부 부드러운 너도 밤, 물푸레 수피 안쪽 산란, 참나무 심재부 유충 먹이로 적당, 부후 후반에 남생이 잎벌레, 긴썩덩벌레, 하늘소, 사슴벌레

갈색부후균의 고등균류는 풍부한 균사와 멋진 자실체-방아벌레, 버섯벌레, 나방의 애벌레 서식처

죽은 나무에 사는 동물들- 오랜 숲일수록 바닥이 높다. 멧돼지 가족에 좋은 자연 웅덩이 요새. 도롱뇽은 죽은 나무 속 서식, 새-개구리-날개를 단 성충과 물고기-살란한 알과 부화된 날벌레. 연목구어-푸른 나무에서 물고기를 구한다. 계류에 무성한 나무들이 자라야 건강한 물고기가 살 수 있다.

물가 고로쇠, 붉, 꼬리조팝, 고추, 오리, 물푸레나무 잎은 계류의 생물들이 선호. 선호도는 잎에 난 구멍의 정도로 파악 가능. 날도래 유충은 물속 낙엽이나 잔 가지를 몸에 붙이고 부착 조류를 먹고 산다. 죽은 나무 부패 담당 생물, 무척추동물 급증, 다양한 어류의 발생 유도. 수서곤충 유충은 초식성, 물 속 나뭇잎을 들어 채집

쉬리, 갈겨니, 버들치는 맑은 상류에서 부착조류, 곤충 애벌레 먹고, 치리는 식물의 씨앗이나 수서곤충 포식, 굵은 나무 줄기가 물을 가둬 깊은 웅덩이 은신처 제공, 물속 나무 가지들은 은밀한 산란장소, 개구리 도롱뇽 산란, 부화된 올챙이들이 부착조류 먹고 치설로 나무조각이나 이끼 갉아먹으며 물방개, 물장군으로부터 피신

물총새는 다이빙대로 물위로 솟아난 가지 이용, 곤충의 사체는 새들의 먹이로 제공됨. 나뭇잎을 좋아하는 옆새우를 위장 가재가 쉽게 사냥. 하루살이 유충은 물 속 이끼 포식

잠자리 유충은 1년 물속 육식성 포식자 생활, 이른 새벽 물가 나뭇가지로 올라와 탈피, 물총새와 할미새가 변태하려고 물 밖으로 탈출하는 곤충 사냥.

숲 속 흙의 비밀- 토양 1㎡에  몇g의 곰팡이, 세균, 원핵생물, 선충 수천 종, 톡토기, 쥐며느리, 지네, 지렁이 등 미지의 세계.

주목이 사는 고산지대는 분해자가 부족해 하얀 백골로 천년을 더 산다.

모래, 미사, 점토 흙 기본 입자가 적당이 섞인 양토, 토양 입자들의 입단화는 유기물 풍부한 숲에서 잘 이뤄짐, 숲 바닥의 낙엽층, 무기입자와 섞이지 않은 유기물 사체층, 발효층, 부식층의 양이나 깊이는 생산되는 낙엽량, 생물사체량, 분해속도에 따라 결정됨. 부식층이 무기 토양과 만나는 지점이 흙, 표토층

암석물질과 유기물 결합으로 형성된 토양- 물과 공기에 대한 이동성과 저장 능력, 공극이 결정, 토양 속 공기 공급, 분해로 인해 이산화탄소 비율이 산소보다 높아 흙의 공기구멍을 통해 지상 공기와 교환. 지렁이 토양 동물 활동으로 공극 크기 커기며 흡수하는 물, 저장 양분도 많아진다.

미소 생물의 바다, 흙-개체수와 종류가 가장 많은 세균, 곰팡이균은 산성에 대한 저항력이 커 산성산림 토양의 유기물 분해, 부식층이나 입단 형성 우수, 버섯균은 리그닌 케라틴 등 저항성 유기물 분해 암모늄 형태의 질소고 변화시킴, 부식질로 인해 산성이 된 토양에서 세균 증식 불가, 버섯이 전체 질소량을 증가시키고 양분을 합성하는 과정이 흥미롭다.

버섯균과 식물 간의 운명- 지렁이 등 토양 동물이 만든 생물 잔해가 곰팡이에 의해 암모늄태, 다시 세균에 의해 질산태 질소로 전환되어야 식물이 이용. 부식질이 강한 산성토양에서 세균불리, 결국 부족한 질소원을 균과의 공생으로 극복해야 할 식물, 숲에는 질소 비료가 필요 없음. 뿌리 바깥을 감싸는 외생균근균, 뿌리 표피와 내피 사이 자라는 내생균근균

자작 참, 개암나무 뿌리와 공생. 음전하의 질산염태 양분도 흙 입자의 점토와 같은 음전하라 물에 씻겨 떠내려감. 칼슘, 마그네슘도 함께 가져가서 악순환의 연속.미생물이 분해한 양분이 미생물 몸을 구성하는 무기물의 부동화가 일어남.