손재천의 "자연사로 둘러보는 우리 세상"

자연사(Natural History) 연구는 자연보존과 생태연구에서 중요한 역할을 하지만 종종 박물학 정도로 인식되곤 한다. 미국 스미스소니언 박물관에 있는 손재천 님이 우리 삶과 환경에 닿아 있는 자연사 이야기를 풀어낸다.

곰팡이병의 습격, 바나나와 커피의 위기

[5] 우리의 먹거리 ‘경제생물’에 던져진 과제


지구촌에서 널리 소비되는 바나나와 커피를 위협하는 새로운 곰팡이병균들이 등장하면서, 바나나와 커피 작물 생산에 빨간불이 들어왔다. 곰팡이병균의 정체와 이에 대응하는 작물 개발 현황을 들여다보며 상업적 대량재배의 어두운 일면을 살핀다.

00bananacoffee1.jpg » 왼쪽: 무더위에 생각나는 바나나 스무디. 인터넷에서 검색되는 사진으로 북한 평양호텔에서 판매하는 것이란다. 오른쪽: 예쁘게 담아낸 커피 한 잔. 아침을 커피로 시작하는 사람이 많을 것이다. 사진출처/ Wikimedia Commons


1980년대에 유년기를 보낸 한국 사람이라면 누구나 바나나에 대한 각별한 기억을 가지고 있을 것이다. 당시만 해도 바나나는 ‘고급 과일’이라 웬만한 서민은 구경하기조차 힘들었다. 당시 동생과 나는 바나나를 먹어 본 이른바 ‘좀 사는 집안 아이들’이 너무 부러웠다. 그래서, 아버지를 조르고 졸라 바나나라는 과일을 처음 먹어 본 기억이 난다. 1980년대 초반만 해도 바나나는 개당 1000원에서 1500원 정도였다. 당시 도시근로자 월 평균 소득이 40만원 내외였던 것을 감안한다면 굉장히 비싼 과일이었다.[1] 지금 생각에, 주머니 사정을 생각하지 않은 나와 동생의 생떼에 난처하셨을 부모님께 미안할 따름이다.


바나나가 국내에 본격 수입된 것은 수입제한 품목에서 풀린 1991년이었다.[2] 이후 수입 물량이 꾸준히 증가하면서 최근 10년간 물량면에서 수입 과일 1위의 자리를 지키고 있다. 한 통계에 따르면 2012년에는 36만7000 톤의 바나나가 국내에 수입되었다고 한다.[2] 껍질만 벗기면 간단히 먹을 수 있고, 과육도 연하기 때문에 과일로 인기 만점인 바나나를 온 국민이 즐기는 시대가 온 것이다. 국내에서는 바나나가 간식거리이지만, 수많은 열대 나라에서 바나나는 주요 식량이다. 실제로 수출을 위해 재배하는 바나나는 전체 생산량의 15퍼센트에 불과하고, 나머지는 모두 현지에서 소모된다고 한다.[3] 통계를 보면, 열대 개발도상국에 사는 4억 명 넘는 사람들이 날마다 섭취하는 칼로리의 3분의 일을 바나나에서 충당한다고 한다.[4] 그런데 2013년 바나나가 가까운 미래에 사라질 수도 있다는 과학계의 경고가 터져나와, 인류의 식량 안보와 세계 경제에 빨간불이 들어왔다.



열대과일의 대명사 바나나의 위기

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지난 2014년 4월21일, 미국 뉴스채널 <시엔비시(CNBC)>는 바나나 산업이 심각한 위기에 처해 있다고 대대적으로 보도했다.[5] 이 뉴스가 전 세계로 퍼지면서 “바나나 산업의 에이즈 병” 혹은 “바나나 아마게돈”으로 불리며 파장을 일으켰다. 이 기사의 도화선은 2013년 12월에 저명 학술지 <네이처>에 소개된 내용인 것으로 보인다.[6] 네이처는 바나나를 감염시키는 곰팡이병의 확산에 대한 경각심과 해결 방안 모색을 촉구하는 짧은 뉴스를 보도했다. 같은 곰팡이병이 이미 바나나 산업을 고사 직전까지 몰고 간 경험이 있었기에 당시 우려의 목소리가 높았다. 현재 수출용 바나나의 80퍼센트를 차지하는 것은 ‘캐번디시(Cavendish)’ 품종이다.[7] 1960년대 이전만 해도 과실의 크기도 크고 당도도 높은 ‘그로스 미셸(Gros Michael)’ 품종이 대세였지만 곰팡이병으로 인해 시장에서 사라지고, 이제는 캐번디시 품종으로 대체되어 오늘에 이르고 있다.

00bananacoffee2.jpg » 왼쪽: 바나나 나무에 바나나가 열린 모습. 나무라고 부르지만 사실 지구상에 가장 큰 풀이다. 오른쪽 위: 수출을 기다리고 있는 캐번디시 품종의 바나나. 익는 데 시간이 걸리기 때문에 먼거리를 이동하는 수출용으로 제격이다. 오른쪽 아래: 바나나마름병균 티아르4(TR4)에 감염된 바나나. 줄기 속에 균사가 들어차 있다. 출처/ Wikimedia Commons, 트위터 @bananaresearch

제의 곰팡이병은 ‘푸사리움 옥시스포럼(Fusarium oxysporum, ‘바나나마름병균’)이라는 토양성 곰팡이의 일종이 일으킨다.[6] 평소 흙 속에 있던 곰팡이 균사가 일단 뿌리를 통해 바나나로 침투하면 물관을 통해 식물 전체로 퍼지며 번식한다. 이 과정에서 균사가 바나나의 관다발 조직을 막아 수분 공급이 차단된다. 이 때문에 바나나는 잎이 노랗게 변하면서 식물 전체가 말라죽는다.[8]


사실, 바나나마름병균은 상업적 바나나가 본격적으로 시작되고 얼마 뒤인 1903년에 그 존재가 이미 알려져 있었다.[9] 바나나마름병은 원래 파나마에서 발견되어 ‘파나마병’으로 불렸다. 당시 문제를 일으킨 균주는 ‘레이스 원(Race 1, 혹은 줄여 R1)’이었다. 이 균주는 이후 파나마의 이웃 나라들로 빠르게 번지면서, 1960년에는 급기야 그로스 미셸 품종이 시장에서 사라지게 만들었다.[8]


다행히 영국 캐번디시 공작의 정원사였던 조셉 팍스톤(Joseph Paxton)이 발견한 캐번디시 바나나 품종이 바나나마름병균 R1에 내성이 있고 상품성도 갖춰 그로스 미셸 품종을 대체할 구세주로 등장했다.[4] 1970년대 말에 전세계 바나나 수요가 늘어나며 동남아시아 국가에서 캐번디시 바나나의 상업적 대량 재배가 신흥 산업으로 장려되었다.


00bananacoffee3.jpg » 바나나 주요 생산국의 바나나 생산량(단위: 100만 톤)과 바나나마름병 TR4 (Foc-TR4) 검출 현황. 붉은 그래프가 바나나마름병 TR4가 발견된 나라이다. 바나나 주요 생산국 중 중국, 필리핀, 인도네시아에서 이 곰팡이병이 발견되었다. Butler(2013)의 네이처 자료(6)에서 발췌했다. 그런데 바나나 재배가 시작된 지 몇 년이 되지도 않아서 말레이시아의 일부 농장에서 바나나가 말라죽기 시작했다. 이 병은 그 증상이 파나마병과 비슷했지만 식물에 영향을 끼치는 속도와 전파력은 훨씬 컸다.[8] 연구해보니 바나나마름병균의 새로운 균주로 밝혀져, ‘트로피칼 레이스 포(Tropical Race 4 혹은 줄여서 TR4)’로 명명되었다. 최근 문제가 된 곰팡이병은 이 균주 때문인데, 바나나마름병균에 내성이 있다고 알려진 캐번디시 품종조차 이 균주 앞에서는 속수무책이라고 한다. 이 균주는 주요 바나나 생산국인 중국, 필리핀, 인도네시아에서 이미 검출되었고, 중동의 요르단과 아프리카의 모잠비크에서도 추가로 검출되어 전세계로 번지는 추세이다.[6] 이 균주가 중남미에 도착한다면 그 충격 여파가 만만치 않을 전망이다.


이처럼 바나나에 심각한 위협을 주는 바나나마름병균 TR4에 대한 대책을 여러 학자들이 고심 중에 있다. 다행히 야생 바나나 일종(Musa acuminate malaccensis)의 유전체(게놈)가 2012년 발표되어,[10] 이 유전정보 중 바나나마름병 TR4에 내성을 발현하는 유전자를 추려내어 캐번디시 품종에 유전자 조작을 통해 삽입하는 연구가 진행 중에 있다. 이 유전자조작 바나나는 호주의 곰팡이병 감염 지역에서 야외실험을 통해 희망적인 결과를 얻었다고 한다.[6] 따라서 일각에서 우려하는 재앙 수준의 타격이 바나나 산업에 당장 일어나지는 않을 전망이다. 하지만, 이런 대책이 현실에서 효과를 발휘할지는 아직 미지수이다. 더구나, 유전자조작으로 생산되는 바나나를 소비자들이 어떻게 받아들일지도 문제이다.



커피 산업도 안전하지 않다

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2013년에는 열대 농업의 또 다른 축인 커피 산업에도 빨간불이 켜졌다. 커피의 잎에 감염하는 곰팡이인 헤밀레이아 베스테트릭스(Hemileia vastatrix, 커피녹병균)가 주로 일으키는 커피녹병(Coffee rust) 때문이다. 이 곰팡이에 감염되면 처음에 잎의 윗면에 작은 황백색 반점이 생기고, 감염이 진행되면서 반점이 점차 커지며, 잎 아랫면에 오렌지색의 곰팡이가 자란다. 이렇게 감염된 잎은 커피나무에서 떨어지는데, 감염된 잎이 많다면 다수의 잎이 떨어져 그 결과로 커피 생산량이 줄게 된다.[11]


나나와 마찬가지로 커피녹병도 갑자기 생긴 것이 아니라, 커피의 상업적 재배와 더불어 알려져 오던 식물병의 하나였다. 영국은 차(tea) 문화가 발달한 나라인데, 원래는 커피를 주로 마셨다고 한다. 그런데 19세기 무렵 커피의 주 수입지였던 스리랑카에서 커피녹병으로 인해 커피 수급에 차질이 빚어지자, 차로 커피를 대신한 것이 ‘차 문화’로 발달한 것이다.[12]

00bananacoffee4.jpg » A: 커피녹병에 걸린 커피나무. 감염된 잎이 모두 떨어져 몇 장 남아있지 않다. B와 C: 커피녹병이 상당히 진행되어 잎 아랫면에 곰팡이가 폈다. D와 E: 커피녹병의 주범인 곰팡이 커피녹병균(Hemileia vastatrix)의 현미경 사진. 사진출처/ Carvalho 등 (2011) [14]

최근 커피녹병의 진원지인 중미에서도 이미 1970년대 중반에 이 병이 보고되었지만, 지난 2013년은 그 피해가 우려 수준으로 급증했다. 커피녹병이 갑자기 큰 문제가 된 것은 기후온난화와 커피의 대규모 상업적 재배가 원인인 것으로 관련 연구 전문가인 퍼듀대학의 케시 에이미(Cathy Aime) 박사는 추정했다. 커피녹병으로 인해 중미 일대의 커피 생산량이 2012년 약 15퍼센트가 주는 바람에 거의 사십만 명이 일자리를 잃었고 에이피(AP) 통신에 따르면 중남미 국가에 끼친 손해가 이미 10억 달러(약 1조원) 이상이라고 추산하였다.[12]


바나나마름병과는 달리 커피녹병은 곰팡이 살균제를 사용해 피해를 줄일 수 있다. 하지만 약제 살포에 따른 추가적인 경제적 비용과 커피의 안전성에 영향을 준다는 측면에서 영세 농장주들은 난색을 표명하고 있다. 사태의 심각성을 인식해 미국 국무부 산하 국제개발처(USAID)에서 500만 달러(약 51억 원)를 들여 텍사스 에이앤엠(A&M)대학의 세계커피연구센터와 함께 커피녹병에 저항성을 지닌 유전자 조작 커피에 대한 연구를 할 계획이다.[13]



상업적 대량재배가 부른 재앙

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바나나와 커피는 과연 지구상에서 사라지는 것일까? 학자들이 이미 대책을 마련하기 위해 노력 중이므로, 뉴스에서 전하는 대로 당장에 무슨 큰 일이 날 것 같지는 않다. 하지만, 상업적 대량재배는 이런 문제가 재현될 가능성을 언제나 열어두고 있다. 상업적 대량재배의 대상인 캐번디시 품종의 바나나는 야생 바나나(Musa acuminata)의 3배수체 돌연변이이다.


딱딱한 씨앗이 과육에 박혀 있는 야생 바나나와는 달리 캐번디시 바나나는 과실에 씨앗이 없다. 그래서 줄기 모양의 영양 조직을 잘라 옮겨 심는 무성생식 방식으로 재배된다. 이렇게 자라는 바나나는 유전적 다양성이 단순해지고, 특히 단일 식물을 고밀도로 심는 상업적 대량재배의 특성상 전염병에 취약하다.[8]


피녹병의 경우도 상업적 대량재배가 가져온 문제로 보는 시각도 있다.[12] 커피는 원래 음지 식물이었지만, 상업적 대량재배 환경에서는 양지에서 고밀도로 재배된다. 양지에서 자라는 커피나무에서 직사광선에 따른 기온 상승으로 곰팡이가 잘 번식하는 것으로 알려져 있다. 전염병 문제에 더해 대규모 상업적 재배는 생물의 서식지 파괴와 농약의 대량 살포, 노동력 착취와 같은 여러 문제를 안고 있다. 바나나와 커피에 대한 우려는 이런 농업 형태에 대한 근본적인 해결책을 요구하고 있다.

00bananacoffee5.jpg » 왼쪽: 필리핀 파나보(Panabo)의 대규모 바나나 재배지. 파랗게 싸여 있는 것이 바나나 송이이다. 오른쪽: 인도 카나타카 지역의 커피 재배지. 음지식물인 커피가 햇빛이 바로 비치는 노지에 재배되고 있다.

우리 식탁을 살펴보면 원래 우리땅에서 나던 것은 많지 않다. 인류가 식탁에 올리는 대부분의 먹거리는 원래 지역 원주민의 먹거리에서 출발한다. 초기 자연사 연구가들은 다른 나라를 돌면서 먹거리 자원을 탐색하여 전세계에 전파시키는 역할을 했다. 동남아시아와 남태평양 원주민의 식량이었던 바나나와 아프리카 원주민의 질병치료제였던 커피도 비슷한 경로로 전세계에 전파되어 열대지역이면 어디든 바나나와 커피를 재배하게 되었다. 


바나나와 커피의 재배가 확대되면서 이들 식물을 위협하는 병원균이나 해충들에 대한 연구가 활발히 진행되었는데, 여기서도 자연사 연구자들의 활약이 컸다. 산업화가 진행되면서 생물을 자원으로 보는 시각이 많아졌고, 사람의 의식주와 직접 관련이 있는 생물을 따로 묶어 이름 앞에 경제를 붙인다. ‘경제식물’이니 ‘경제곤충’과 같은 용어는 이렇게 태어났다. 어차피 모든 생물을 연구하지 못할 바에는 인간 생활과 관련된 생물을 먼저 연구하자는 취지이다. 


실 생물을 금전적 가치로만 보는 시각에는 문제가 있다고 본다. 때로 해결책이 ‘경제생물’이 아닌 ‘비경제생물’에서 찾을 수도 있기 때문이다. 바나나와 커피의 예는 야생의 원종을 연구하는 것이 얼마나 중요한지 잘 보여준다. 야생의 원종은 재배종에 비해 그 경제성이 떨어진다. 하지만 야생의 원종이 지닌 다양한 유전적 특성들에서 질병에 내성을 갖춘 유전자를 찾을 가능성이 높다는 점에서 경제성이 떨어지는 생물도 연구 가치가 충분하다. 어쩌면 대표적인 경제식물인 바나나와 커피의 ‘구원투수’가 자연 그 자체에 있는지도 모른다.



[주]



[1] 박현철, 2008. 바나나의 추억과 자유무역. 자유경제원. http://www.cfe.org/mboard/bbsDetail.asp?cid=mn1227860919&idx=15050

[2] 관세청, 2013. 수입 과일 대명사 바나나. http://ecustoms.tistory.com/2503

[3] Bananas in World History. History of the Banana: 1800 to Present. http://cwh.ucsc.edu/bananas/Site/Modern%20History%20of%20the%20Banana.html

[4] Milmo, C., 2014. Bananageddon: Millions face hunger as deadly fungus Panama disease decimates global banana crop. Independent 4월 4일자. http://www.independent.co.uk/news/world/politics/bananageddon-millions-face-hunger-as-deadly-fungus-decimates-global-banana-crop-9239464.html

[5] Koba, M., 2014. Yes! We have no bananas? It could actually happen. CNBC 4월 21일자. http://www.cnbc.com/id/101585189

[6] Butler, D., 2013. Fungus threatens top banana. Nature 504: 195-196. http://www.nature.com/news/fungus-threatens-top-banana-1.14336 

[7] Picchi, A., 2013. Devastating fungus may mean end of days for top banana. CBS News 12월 18일자. http://www.cbsnews.com/news/devastating-fungus-may-mean-end-of-days-for-top-banana

[8] Wikipedia. Banana. http://en.wikipedia.org/wiki/Banana

[9] Guilford, G. 2014. How the global banana industry is killing the world’s favorite fruit. Quartz 3월 3일자. http://qz.com/164029/tropical-race-4-global-banana-industry-is-killing-the-worlds-favorite-fruit/

[10] D’Hont, A. et al., 2012. The banana (Musa acuminate) genome and the evolution of monocotyledonous plants. Nature 488: 213-217.
 http://www.nature.com/nature/journal/v488/n7410/full/nature11241.html

[11] Arneson, P.A. 2000. Coffee rust. The Plant Health Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2000-0718-02. http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/Basidiomycetes/Pages/CoffeeRust.aspx

[12] Keim, B., 2013. Disease outbreak threatens the future of good coffee. Wired 6월 11일자. http://www.wired.com/2013/06/coffee-rust-epidemic/

[13] 윤승민, 2014. 미국 정부가 ‘커피 곰팡이’ 퇴치에 나선 이유는? 경향신문 5월 19일자. http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201405192217241&code=970100

[14] Carlos Roberto Carvalho, Ronaldo C. Fernandes, Guilherme Mendes Almeida Carvalho, Robert W. Barreto, Harry C. Evans., 2011. Cryptosexuality and the Genetic Diversity Paradox in Coffee Rust, Hemileia vastatrix. PLoS ONE 6(11): e26387. doi: 10.1371/journal.pone.0026387


손재천 미국 스미스소니언박물관 연구원  

@한겨레 과학웹진 사이언스온  

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손재천 미국 스미스소니언 자연사박물관 박사후연구원
곤충분류학으로 박사학위를 받고 현재 미국 스미스소니언 자연사박물관에 박사후연구원으로 있다. 나비목 곤충과 식물과의 관계를 DNA와 화석 수준에서 규명하는 연구를 하고 있다.
이메일 : ptera200@hanmail.net      

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