생물학의 한국형 신르네상스 시대 열어간다-국립생물,국립낙동강생물자원관

[환경경영신문]

생물학의 한국형 신르네상스 시대 열어간다

국립생물자원관 식물표본 국제경쟁력 강화

국립낙동강생물자원관 미생물 실용화 촉진

가거양지꽃

수장고의 기준표본실

국립생물자원관은 식물,국립낙동강생물자원관은 미생물을 중심으로 대한민국의 생물주권의 핵심기관으로서 국제사회의 경쟁력을 키워가고 있다.

국립생물자원관(관장 서민환)은 2012년부터 최근까지 약 10년 동안 외부 연구자들의 기증을 통해 우리나라 자생식물 47종의 기준표본 103점을 확보하고, 국제학술지 논문 공개 등 우리나라 생물주권 연구에 적극 활용할 계획이다.

기준표본은 자생생물 신종을 전 세계에 처음 발표할 때 명명자가 해당 종에 대한 형태의 특징을 기준으로 지정하는 유일한 표본으로 매우 중요한 가치를 지닌다.

이들 기준표본은 해당 종의 실체 여부, 형태적 특징, 분포 등을 밝히는데 근간이 되기 때문에 생물주권을 주장하기 위한 강력한 증거가 된다.

특히 이번 기준표본에는 현재까지 전 세계에서 우리나라에서만 자생하는 것으로 알려진 제주고사리삼, 날개현호색 등 우리나라 고유식물 30종이 포함됐다. 아울러 애기개별꽃, 백두산회나무, 김의골풀 등 백두산에서 채집된 기준표본 7점은 한반도 식물종목록 구축 등 관련 연구에 기본자료로도 이용될 수 있다.

해당 기준표본 103점은 전북대, 순천향대, 목원대, 충북대, 창원대, 아주대등 국내 6개 대학에서 소장했었으나 관련 교수들의 정년퇴임 등의 이유로 국립생물자원관에 기증한 것들이다.

그동안 국립생물자원관이 기증받은 식물표본은 2008년부터 2021까지 대학교, 식물단체 및 개인 등 총 138,106점을 기증 받았다.

한편, 생물자원의 확보를 위해 국립생물자원관이 2017년부터 3년간 김영동 한림대 교수 연구진과 함께 미얀마, 라오스 등 메콩강 지역의 생물다양성 조사·발굴 연구사업의 식물 정보를 담은 ‘미얀마 종자식물 도감’ 및 ‘라오스 버섯류 도감’ 영문판을 발간하기도 했다.

‘미얀마 종자식물 도감’은 23종의 미얀마 미기록 식물을 포함하여 총 246종의 종자식물에 대한 형태, 생육환경과 사진도 담았다.

이번 도감에는 국내 연구진이 지난 2017년 미얀마 샨주(Shan State)에서 발견해 올해 2월 국제 학술지에 신종으로 보고한 샨비파나무의 각종 정보를 수록했다. 아열대 교목인 비파나무의 열매 성분(비타민의 일종인 아미그달린으로 항균 및 항암 효과 있음)은 위암 치료제로도 쓰인다.

국립생물자원관은 같은 비파나무에 속한 샨비파나무도 비슷한 약용 효과가 있을 것으로 보고 미얀마와 공동 연구를 통해 유용성 연구를 추진할 예정이다. 이번 도감에는 지금까지 태국에만 생육하는 것으로 알려진 베고니아속 식물 2종(다 자란 식물체 높이가 6~10cm 정도의 소형식물로, 태국 석회암지대에 한정되어 분포하는 것으로 알려져 있음 )이 미얀마에도 분포한다는 연구결과도 게재했다.

경북 상주에 위치한 국립낙동강생물자원관(관장 유호)은 ‘난분해성 유기탄소’를 분해하는 담수 미생물 5종 혼합제제를 최근 개발하여 관련 특허를 출원하고 현장에 적용할 수 있는 후속 연구를 진행하고 있다.

‘난분해성 유기탄소’는 산업화 이후 날로 증가하고 있는 페놀, 톨루엔 등 화학구조상 탄소원자 화합물을 기본골격으로 갖는 화합물을 통틀어 부르는 것으로 자연적인 상태에서 분해되기가 어려워 폐수를 정화할 때 비용이 많이 든다.

국립낙동강생물자원관은 2017년부터 페놀류 등 난분해성 유기탄소를 저감하는 호기성(산소를 호흡하여 유기탄소를 소화시켜 에너지원으로 삼는 미생물) 미생물 42종을 낙동강 등 국내 담수 환경에서 찾아내고 이 중에서 분해능력이 뛰어난 담수 미생물 5종(로도코커스 조스티 CP3-1, 노보스핑고비움 플루비 HK2, 스핑고비움 야노이구애 A3, 데보시아 인슐레 N2-112, 마이콜리시박테리움 프리데리스버젠스 N2-52 )을 선별해 미생물 혼합제제를 개발했다.

연구진은 미생물 5종 혼합제제 4.8㎏을 하루 40톤의 산업폐수를 정화하는 수질오염방지시설에 투입하고 14일 이후 총유기탄소량(TOC) 저감 효과를 확인했다.

저감 효과를 확인한 결과, 최고 80mg/L이던 총유기탄소량이 10일 동안 평균 20mg/L 이하로 낮아졌다. 이는 ‘물환경보전법’ 상의 폐수배출시설의 총유기탄소량 배출허용기준인 25~75mg/L 이하를 만족시키는 것으로 폐수배출시설은 2022년부터 사업장에 따라 총유기탄소량을 25~75mg/L 이하로 유지해야 한다.(물환경보전법 시행규칙, ‘19.10.)

이번 미생물 5종 혼합제제는 페놀류 뿐만 아니라 테르펜알코올류의 불포화탄화수소 등 다양한 난분해성 유기물질을 분해할 수 있어 활용범위가 넓어질 수 있다.

국립낙동강생물자원관은 난분해성 유기탄소물질 제거 기능이 우수한 미생물 혼합 균주 및 폐수처리 방법(출원번호,2021. 12. 23.)을 특허출원하여 수처리 등 실제 정화 산업 현장에 적용할 수 있는 후속 연구를 추진할 예정이다.

이처럼 국내 대표적인 생물자원관이 활발한 실용성 높은 연구와 종개발등을 지속하고 있는 가운데 최근에는 2021년 전남 목포 고하도에 건립된 국립호남생물자원관(부지면적 9만4천116㎡(2만8천470평)·건축 연면적 1만721㎡(3천243평) 규모로 350만점 이상의 생물표본을 보존하는 수장시설,다도해 자생식물원)과 함께 우리나라는 국가 3대 생물자원관이 운영되고 있다.

우리나라 생물자원의 부흥기는 국립생물자원관이 건립된 2007년 이후로 (생물자원관 건립은 2002년 당시 김명자환경부장관에게 환경국제전략연구소 김동환박사가 북한에도 있는 자연사박물관이 한국에는 없어 조속히 한국에도 자연사박물관을 건립해야 하지 않냐는 한마디가 발아되어 자연사라는 명칭은 부처간 의견대립이 크므로 생물자원으로 명칭을 변경하여 오늘에 이르고 있다.당시 실무 책임자는 전병성 자연보전국장)생물분야의 신 르네상스시대가 펼쳐지기 시작했다.

문제는 미생물학,생태학,생물학분야가 멸종되어 가고 전공교수도 더 이상 존재하기 어려운 현실에 봉착하여 전문인력 양성이 시급하다는 현안과제가 대두 되었다.

과거의 동,식물학은 자연계에서의 학습효과를 얻었다면 최근에는 DNA와 같은 유전자물질을 연구하는 공학과로 변이되고 있다. 또 다른 문제는 산과 강을 찾아 방랑생활을 해야 하는 생물학은 3D산업으로 낙인되어 생물학의 기본인 분류학은 멸종상태라는 점이다.

이에 환경국제전략연구소 김동환박사는 “생태계를 관찰하여 얻어지는 가장 기본적인 분류학을 지속적으로 정립하기 위해서는 국립생물자원관을 중심으로 후학들을 배양하고 이를 AI시스템과 접목하는 자연과 과학을 융합하는 전문인력 양성체계를 시급히 서둘러야 한다. 사라져가는 원로 학자들과 젊은층과의 상시적인 교류의 장도 펼쳐져야 한다.여기에 연구개발된 생물종을 활용하여 바이오산업으로 전환하는 매개역할을 자원관이 총력전을 펼쳐 관련 종사자들에게 희망의 싹을 심어줘야 한다.“라고 대안방향을 제시하고 있다.

                   (환경경영신문.www.ionestop.kr.조철재부장)