대한민국의 어떤 부서 정문에는 커다란 돌비석에 "음지에서 양지를 구축한다"는 어처구니 없는 문구를 붙여놓았다. 참으로 곰팡이만도 못한 것들이다. 그런 것들을 믿고 나라를 맡긴 우리가 곰팡이만도 못한 존재들이다. 진짜 곰팡이는 참으로 하늘이 준 선물이다.-dhleepaul
균류는 약 15억 년 전쯤에 다른 생명체와 분기되었으며,[1][2] DNA 분석에 따르면 균류는 약 5억 7천만 년 전쯤에 '고등 균류'(디카리안)에서 갈라져 나왔습니다. (Schüssler 외, 2001; Tehler 외, 2000)[2] 균류는 아마도 캄브리아기 동안 이 땅을 정착했을 것으로 보이며, 이는 5억 년 전(Taylor & Osborn, 1996)[2] 그리고 아마도 6억 3,500만 년 전 에디아카라(Ediacaran) 시기에 형성되었을 가능성이 있다,[3][4] 하지만 육상 화석은 논란의 여지 없이 흔해지기 시작한 데본기, 즉 4억 년 전입니다. [2]
곰팡이는 효모나 곰팡이 같은 미생물뿐만 아니라 우리 인간에게 더 익숙한 버섯을 포함하는 대규모 진핵생물 집단의 모든 구성원을 말합니다. 균류는 식물과 동물과는 별개의 왕국으로 분류됩니다. 균류 연구에 전념하는 생물학 분야는 균류학 또는 균류 생물학으로 알려져 있으며, 역사적으로는 식물학의 한 분야로 간주되지만, 유전학 연구에서는 균류가 식물보다 동물과 더 밀접한 관련이 있음을 보여주었습니다. 곰팡이는 포자를 통해 번식하며 균사, 균사체 및 더 특수한 구조로 성장합니다. 곰팡이 포자는 종종 버섯 머리와 같은 특수한 구조물이나 자실에서 생성됩니다. 전 세계적으로 풍부하게 존재하는 대부분의 균류는 구조가 작고 토양, 죽은 물질, 식물, 동물 또는 다른 균류의 공생체로서 은밀한 생활 방식을 유지하기 때문에 육안으로는 거의 보이지 않습니다. 곰팡이는 유기물 분해에 필수적인 역할을 하며, 영양소 순환과 교환에 근본적인 역할을 합니다. 버섯과 송로버섯 같은 직접적인 식품 공급원, 빵의 팽창제, 와인, 맥주, 간장 같은 다양한 식품 발효에 오랫동안 사용되어 왔습니다.
1940년대부터 곰팡이는 항생제 생산에 사용되었고, 최근에는 곰팡이에서 생산된 다양한 효소가 산업과 세제에 사용되고 있습니다. 곰팡이는 잡초와 해충을 방제하는 생물학적 제제로도 사용됩니다. 많은 종들이 알칼로이드나 폴리케티드 같은 생체 활성 화합물을 생성하는데, 이는 인간을 포함한 동물에게 독성이 있습니다. 몇몇 종의 열매 구조는 기호 또는 전통 의식에서 향정신성 화합물의 공급원으로 소비됩니다. 곰팡이는 인공 자재와 건물을 분해할 수 있으며, 인간과 다른 동물의 주요 병원체가 될 수 있습니다. 곰팡이 질병이나 식품 부패로 인한 작물 손실은 인간의 식량 공급과 지역 경제에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 인간 문제에 중요한 이들임에도 불구하고, 약 150만 종으로 추정되는 킹덤 버섯의 진정한 생물다양성에 대해서는 거의 알려진 바가 없으며, 이 중 약 5%가 공식적으로 분류되었습니다.
초기 진화[편집]
DNA 분석 증거에 따르면 모든 균류는 최소 12억에서 15억 년 전에 살았던 가장 최근의 공통 조상에서 유래한 것으로 나타났습니다. 이 초기 균류들은 물속에 살았으며 편모를 가지고 있었을 가능성이 큽니다. [5]
그러나 남아프리카공화국의 고원조대 온겔룩층에서 발견된 24억 년 전 현무암으로, 소포와 균열에 필라멘트 화석이 포함되어 균사체 유사 구조를 형성하면, 이 왕국의 기원을 10억 년 이상 앞서 있을 수 있다. [6]
가장 오래된 육상 곰팡이 화석, 혹은 적어도 곰팡이와 유사한 화석은 약 6억 3,500만 년 전부터 남중국 지역에서 발견되었습니다. 이 화석들을 보고한 연구진은 이 균류 유사 생물들이 크라이오제니안 빙기 이후 지구 대기를 산소 공급하는 데 역할을 했을 수 있다고 제안했습니다. [3]
약 2억 5천만 년 전, 화석 기록에 따르면 곰팡이가 많은 지역에서 풍부해졌으며, 당시 지구상에서 지배적인 생명체였을 수도 있습니다. [5]
화석 기록[편집]
참고: 고균학
하부 데본기 리니 석류에서는 풍부한 다양한 균류가 알려져 있습니다; 이전 기록은 없다. 곰팡이는 생체광물화를 하지 않기 때문에 화석 기록에 쉽게 포함되지 않습니다; 초기 균류에 대한 주장은 단 세 가지뿐입니다. 오르도비스기[7]의 한 종은 뚜렷한 균류 특징이 없다는 이유로 기각되었고, 많은 이들이 오염 사례로 여깁니다; [8] "추정" 원생대 균류의 위치는 아직 확립되지 않았으며,[8] 줄기 그룹 균류일 가능성이 있다. 또한 신비로운 미세화석인 Ornatifilum과 곰팡이의 친화성에 대한 주장도 있습니다. 균류는 동물과 자매 그룹을 이루기 때문에, 두 계통은 에디아카란 시대 화석으로 알려진 최초의 동물 계통보다 먼저 분기했을 것이다. [9]
식물과 동물과 달리, 이 균류의 초기 화석 기록은 매우 적습니다. 화석에서 곰팡이 종이 과소대표되는 요인으로는 부드럽고 살이 많으며 쉽게 분해되는 조직인 곰팡이 자실체의 특성과 대부분의 균류 구조가 미시적 크기로 인해 쉽게 드러나지 않는 점이 있습니다. 곰팡이 화석은 다른 미생물과 구분하기 어렵으며, 현존하는 균류와 닮았을 때 가장 쉽게 식별됩니다. [10] 이 샘플들은 종종 광물화된 식물이나 동물 숙주에서 회수되며, 광각 현미경 또는 투과전자현미경으로 검사할 수 있는 얇은 단면 제제를 만들어 연구합니다. [11] 압축 화석은 주변 매트릭스를 산으로 녹인 후 광 또는 주사 전자현미경을 사용해 표면 세부 사항을 조사하여 연구합니다. [12]
균류의 특징을 가진 가장 오래된 화석은 약 24억 년 전인 고원생대(Ma)로 거슬러 올라갑니다; 이 다세포 저서 생물들은 균사 가지가 재결합하는 문합이 가능한 필라멘트 구조를 가지고 있습니다. [6] 다른 최근 연구들(2009)은 밀접한 관련 그룹의 진화 속도를 비교하여 약 7억 6천만 년에서 1천억 6천만 년 사이에 곰팡이 생물의 도착을 추정합니다. [13] 고생대 대부분(5억 420만 년–2억 5,100만 년) 동안 이 균류는 수생 생물로 보이며, 현존하는 키트리드류와 유사하게 편모를 가진 포자를 가진 생물들로 구성되어 있었습니다. [14] 계통 발생 분석에 따르면 편모는 균류의 진화 역사 초기에 사라졌으며, 따라서 대부분의 균류 종은 편모를 갖지 못했다. [15] 수생에서 육상 생활로의 진화적 적응은 기생, 부충성, 균근과 지의류화와 같은 상리공생 관계 발달 등 영양분 획득을 위한 생태학적 전략의 다양화를 필요로 했다. [16] 최근(2009년) 연구들은 자낭균의 조상 생태적 상태가 부러움(saprobism)이었으며, 독립적인 지의류화 현상이 여러 차례 발생했다고 제안합니다. [17]
2019년 5월, 과학자들은 캐나다 북극에서 Ourasphaira giraldae라는 이름의 화석화된 곰팡이가 발견되었다고 보고했습니다. 이 곰팡이는 식물이 육지에 살기 훨씬 이전, 10억 년 전 육지에서 자랐을 가능성이 있습니다. [18][19][20] 이전에는 균류가 캄브리아기(5억 4220만 년–4억 88.3 백만 년) 동안 육상 식물이 생기기 훨씬 이전부터 이 땅을 정착했다고 추정되었다. [2] 위스콘신 오르도비스기(4억 6천만 년 전)에서 회수된 화석화된 균사와 포자는 현대의 글로머랄레스와 유사하며, 육상 식물상이 아마도 비관다발성 이끼류 유사 식물로만 이루어져 있던 시기에 존재했습니다; [21] 하지만 이들은 오염으로 기각되었다. [8][22] 아마도 균류나 지의류였던 프로토탁사이트는 후기 실루리아기에서 가장 키가 큰 생물이었을 것이다. 곰팡이 화석은 초기 데본기(4억 16–3억 5,920만 년)에 이르러서야 흔하고 논란이 없어지는데, 이때부터 리니 석석에서 주로 Zygomycota와 Chytridiomycota로 풍부하게 발견됩니다. [2][23][24] 거의 같은 시기에 약 4억 년 전, 자낭균과 담자균이 분기되었고,[25] 후기 석탄기(펜실베이니아기, 318.1-299 Ma)에는 모든 현대 균류 계급이 존재했다. [26]
중국 남부의 도산토오층에서 6억 3,550만 년 사이로 거슬러 올라가는 지의류 유사 화석이 발견되었습니다. [27] 지의류는 초기 육상 생태계의 구성 요소였으며, 가장 오래된 육상 지의류 화석의 추정 연대는 약 4억 백만 년이다; [28] 이 연대는 리니 처트에서 발견된 가장 오래된 포자수질 화석인 고대양육(Paleopyrenomycites) 종의 연대와 일치합니다. [29] 현대 담자균류와 유사한 미세한 특징을 가진 가장 오래된 화석은 펜실베이니아기의 양치식물과 함께 광물화된 고령 화석입니다. [30] 화석 기록에서 희귀한 종은 호모담자균(agaricomycetes)과 대략 동등한 버섯을 생산하는 분류군입니다. 호박으로 보존된 두 개의 표본은 가장 오래된 버섯 형성 균류(멸종된 종 Archaeomarasmius legletti)가 중백악기 9천만 년 전에 나타났다는 증거를 제공합니다. [31][32]
페름기-트라이아스기 멸종 사건(2억 5,140만 년 전) 이후 곰팡이 스파이크(원래 퇴적물 내 곰팡이 포자가 매우 풍부하다고 여겨졌음)가 형성되어, 이 시기 화석 기록의 거의 100%를 차지하는 균류가 우세한 생명체임을 시사합니다. [33] 그러나 균류 포자의 비율은 조류 종에 의해 형성된 포자 대비 평가하기 어렵고,[34] 이 스파이크는 전 세계적으로 나타나지 않았으며,[35][36] 많은 지역에서 페름기-트라이아스기 경계에 위치하지 않았다. [37]
약 6,600만 년 전, 백악기-제3기(K-T) 멸종 직후 균류 증거가 급격히 증가했습니다. 대부분의 식물과 동물 종이 멸종하면서 균류가 번성할 기회를 얻은 것으로 보이며, 그로 인한 균류 번식은 "거대한 퇴비 더미"와 같다고 묘사됩니다. [38] 곰팡이 진화에서 K-T 소멸이 없다는 점도 분자 데이터에 의해 뒷받침됩니다. 5,284종의 agaricomycete 나무에 대한 계통학적 비교 분석에서는 백악기-제3기 경계 주변에서 대멸종 사건의 신호를 보이지 않습니다. [39]