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린네는 지의류를 「식생의 초라한 쓰레기」라고 불렀지만 지의류의 선구적 역할을 알아차렸다.

한줌 푸른 지의류(lichens)가 나의 집 근처 바위 뒤에서 자라고 있다. 나는 이곳을 지날 때마다 일종의 두렵고 놀라운 마음으로 그것을 바라본다. 왜냐하면 이 작은 식물은 지구상에서 가장 오래 살아온 것이기 때문이다.

그것은 분명히 고대 메소포타미아가 한창 번성할 때 벌써 생활을 시작하였다. 그것은 솔로몬이 예루살렘에 사원을 지을 때 동전만한 크기로 자랐다. 예수의 시대에는 그 크기가 1백원짜리 은전만 하였고 이제는 그보다 4배나 더 커졌다.

그동안 인간의 2백세대가 지났는데 이 작은 식물은 아직도 그 바위에 착 붙어서 살고 있다. 이들은 1천년마다 직경이 2인치 정도 자란다. 이 보잘 것 없는 지의류는 괴상한 식물로 지구상에서 가장 강인하고 적응력이 강하다. 그들은 찌는 듯한 더위와 가혹하게 추운 기후에도 견딜 수 있다. 지의류는 또한 고풍스러워서 다방면에 쓰이기 때문에 잘 알려져 있다.

그러나 그들은 자연의 가장 고통스러운 압박에 당면해서도 그 생명을 보존할 수 있는 반면 한편으로는 취약성도 드러낸다. 지의류는 인간에 의한 오염과 방사능화학물질의 축적에 가장 예민하므로 지구환경이 병들고 있다는 것을 나타내는 지표식물이 되고 있다.

조류와 균류의 공생

1867년에 식물학자 시벤데너(Simon Shwendener)에 의하여 바위 한쪽에 색깔이 있거나 나무통 혹은 토양에 붙어 있는 작은 식물이 사실은 두 개의 식물, 즉 조류(藻類, 말무리)와 균류(菌類, 곰팡이) 사이의 공생자라는 사실을 발견할 때까지 지의류에 대하여 알지 못하였다.

그가 처음으로 발표한 학설은 대부분의 다른 동료들에 의하여 비웃음을 샀다. 지의학자 크롬비(J. M. Crombie)도 그 학설은 '사로 잡아온 조류라는 색시와 폭군인 균류라는 신랑 사이의 부자연스런 결합'이며 터무니없는 요사스런 거짓말이라고 조롱하였다.

시벤데너의 이론을 지지한 사람은 열렬한 아마추어 지의학자인 포터(Beatrix Potter)였다. 그는 정확하게 두 부분으로 구성된 생물의 균류협조자가 물을 저장하고 연약한 조류세포층의 피신처가 되며, 그를 감싸서 보호한다고 상상하였다. 결국 조류공생자는 먹이를 만드는데 그것은 염록소를 가지고 있는 조류가 광합성을 통하여 태양의 에너지를 이용, 자기자신과 협조자를 위하여 양분인 탄수화물을 주로 만든다는 것이다.

기후가 건조해지면 두 공생자는 상태가 좋아질 때까지 때로는 10년 심지어 1세기동안을 휴면상태로 머물러 있다. 그러다가 마침내 바싹 말라서 부서지기 쉽게 된 지의류는 비가 오게 되면 미친 듯이 허겁지겁 물을 빨아들인다. 짧은 시간에 대부분의 지의류는 그들의 무게의 20~30배나 되는 물속에 잠길 수 있다.

지의류가 물을 흡수하는 것을 보고 있으면 마치 과학소설에 매혹되는 느낌을 갖게 된다. 캐나다의 항해자들이 "굶주린 탐험가의 비참한 음식"이라고 불렀던 바위에 난 지의류는 손바닥 크기만하다. 거무스름하고 쭈글쭈글하며 말랐을 때에는 껌만큼 얄팍하다. 이런 지의류가 비에 젖을 때에는 물을 재빨리 흡수하므로, 그들은 곧 뒤틀리고 부풀려서 쭈글쭈글했던 균류의 껍질이 펴지고 마침내 반반하게 되어 번쩍거린다.

지의과자와 지의소주

지의류는 너무 단단하고 적응력이 강하여 다른 생물이 거의 살 수 없는 곳에서 많이 번성한다. 10여년 동안에 수분이라고는 단지 안개만 지나가는 칠레의 아타카마사막 같은 곳에서도 지의류는 생존한다. 낮에는 타는 듯한 더위와 밤에는 얼음이 어는 차가운 바위 위에서도 자란다. 혹독한 북극에서도 발견된다. 90종의 좀더 복잡한 관다발식물이 사는 곳에서 2천5백종의 지의류가 살고 있는 것이다. 남극에서도 4백종 이상의 지의류가 살고 있다. 그 대륙의 마스라이크(Marslike)라는 건조한 계곡에서도 바위 위가 아니라 실제로 바위틈에서 자란다. 남극의 지의류는 구멍이 뚫린 바위 속에서 산다. 주로 여름에 눈 녹은 물이 구멍을 통하여 스며들어가고 또 햇볕이 바위를 따스하게 비출 때 자라며 다음해까지 완벽하게 휴면으로 들어간다.
 

자연계에서 지의류의 가장 중요한 역할은 식물의 선구자라는 사실이다. 빙하기 후에 땅과 바위가 드러났을 때 지의류가 처음으로 정착했다. 스웨덴의 저명한 식물학자이며 분류학자인 린네(Carolus Linnaeus)는 지의류를 "식생의 초라한 쓰레기"라고 불렀지만, 그는 이것의 선구적 역할을 알아차렸다. 그는 껍질모양의 지의류가 식생의 최초의 기본이며, 그들은 비와 대기로부터 얻은 눈에 보이지 않는 알갱이를 양분으로 섭취한다고 기술하였다.

지의류는 미세한 뿌리같은 가근으로 바위에 부착하며, 그 자신이 내는 산(酸)으로 기질(바위)을 녹이며, 착 달라붙는 갈쿠리로 구멍을 파서 미세한 알갱이를 깎아낸다. 수억년에 걸쳐서 지의류의 유체와 바위의 부스러기는 토양 속으로 들어가서 다른 식물의 영양이 된다.

지의류는 대개 기회주의자다. 지의류의 한 종은 뉴기니의 정글에 사는 느리게 움직이는 딱정벌레의 등에서 자란다. 북극에서 가장 싱싱한 보석지의는 밝은 등황색을 띠며 태양의 배설물이라고 불린다. 이 지의류는 질소 성분을 좋아하여 새와 짐승에 의하여 비옥해진 곳에서만 번성한다.

지의류는 또한 인간에게도 많은 이익을 가져다 준다. 고대 이집트 사람들은 시체를 미이라로 만드는 데 지의류를 사용했다. 지의류에서 추출한 어떤 염료는 타이어자주(Tyrian Purple)에 견줄만하다. 스웨덴사람들은 지의소주를 만들고, 아이슬랜드 사람들은 지의과자를 만들며, 화학자들은 어디에서나 지의로 만든 리트머스 시험지를 산도(酸度)의 기준으로 사용하고 있다.

19세기의 식물학자 맥밀런(Hugh Macmillion)은 다음과 같이 기술하였다.

"여러가지 지의류로 병을 고칠 수 있고… 의복에 물을 들이고…, 또 독이 있고 유해하고 위험한 것은 동물을 괴롭힌다."

실제로 지의류인 레타리아(Letharia)는 치명적인 독으로 쓰인다. 스칸디나비아에서는 유리가루와 섞어서, 또 먹이에 발라서 늑대를 죽이는 데 사용한다. 캘리포니아의 아코마위(Achomawi)인디언은 이 지의로 독화살을 만든다.

지의류는 또한 약으로도 쓰인다. 볼리비아에서는 우스니아(Usnea)라는 지의가 염증과 곪은 상처를 고치는 데 쓰이는 고약의 한 성분이 되고 있다. 1945년 미국 예일대학의 벅 홀더(Paul R. Burkholder)박사는 이러한 지의류에서 우스닉산(usnic acid)이란 의약 성분을 발견하였다. 그 후 염증과 심한 피부병을 고치는 광범위한 항생물질을 지의류로부터 생산하였다.

어떤 지의류는 이중의 목적으로 쓰이기도 한다. 푸르스름한 잎모양의 허파지의(Lobaria pulmonaria)는 폐병, 특히 폐결핵을 고치는데 사용되었다. 시베리아에서는 승려가 쓴 맥주를 만드는 데 그것을 이용하였다.

지의류는 전통적으로 기근이 올 때 먹이가 되었다. 근동지방의 만나지의(Aspicilia esculenta)는 탄수화물을 많이 품고 있다. 이 지의는 바위에서 벗겨내며, 협곡이나 바위틈에서 수집할 수 있다. 가끔 사막의 바람이 이 지의를 끌어올려서 공중높이까지 운반한다. 그 파편은 비처럼 떨어져서, 땅위에 1인치 두께로 덮인다. 이러한 지의를 하늘에서 떨어진 빵이라고 쿠르드족은 말한다. 몇몇 학자들은 이것이 성서에 나오는 만나(manna)라고 한다. 이스라엘 사람들은 이것을 갈아서 과자를 만들었으며, 그 맛은 신선한 기름의 맛과 같았다고 한다.
 

공기의 순도를 나타내

대부분의 지의류는 맛이 쓰고 끈적거리며 고약하다. 유명한 자연 과학자인 시튼(Ernest Thompson Seton)은 바위에 붙은 너절한 지의로 오크라수프(gumbo soup)를 만드는 처방을 마련하였다. 그에 의하면 지의류를 여러번 씻은 후 (나무재 혹은 중조로 어떤 유해한 산을 중화시킨다) 그것을 말려서 바삭바삭하게 구운 다음 수프를 만드는 데, 감초(甘草)의 맛을 조금 곁들인 타피오카(tapioca)와 약간 닮은 맛을 낸다는 것이다.

지난 세기에 어떤 지의류가 죽어가기 시작할 때 과학자들이 오염과 지의사이의 연관성을 조사하기 시작하였다. 오염에 대한 민감성은 지의류가 자라는 방식에 의하여 설명된다. 다른 식물과 달리 지의류는 기질인 토양으로부터 양분을 거의 취하지 않는다. 그 대신 그들은 비 눈 공기로부터 양분과 녹은 무기물과 먼지를 흡수한다.

지의류는 먼저 도시에서 죽기 시작한다. 1860년대에 지의학자 나일랜더(Nylander)는 파리에 있는 룩셈부르크정원에서 32종의 지의류를 채집하였다. 그런데 1896년에는 한 종도 살아남지 않았다. 나일랜더는 "대부분의 지의류는 도시에서 살기를 단념한 것 같다, 그리고 아직 그곳에서 발견되는 것은 상태가 매우 빈약하여… 대개는 더 살 것 같지 않다"고 기술하였다.

1912년에서 1921년 사이에 영국의 서포크에 있는 멘델샴읍에서 기록된 1백29종의 지의중에서 1973년에는 69종만이 남아 있었다. 프랑스에서는 1901년에 21종의 지의가 수집되었는데, 50년 후에는 2종만이 살아 남았다. 비슷한 관찰은 유럽에서도 이루어졌다. 지의류는 공기의 질의 민감한 계량기다.

오염이 증가하면 언제나 지의류는 말라죽는다. 흡수한 빗물과 먼지로부터 지의류는 중금속과 오염물질을 체내에 축적한다. 매연이 나오는 공장주변의 지의류를 화학적으로 분석함으로써 혹은 지의류의 존부존(存不存)을 지도에 그림으로써 연구자들은 오염이 얼마나 멀리 퍼져 있는지를 결정할 수 있다.

스웨덴의 크바른톱에서는 1942년에 공장이 세워지기 시작하면서 많은 지의가 소멸되었다. 공장이 1966년에 문을 닫은 뒤 지의류는 되살아나기 시작하였다. 1971년에는 1만 5천명의 영국학생들이 지의류 조사에 참가하였는데, 그것이 영국의 공기 질에 대한 지도를 그리는 기초가 되었다.

지의류는 공기의 오염이 아주 미약한 지역에서 잘 자라며, 오염의 정도에 따라 그 분포가 달라지므로 지의류는 한 지역의 공기의 순도(純度)를 잘 나타내는 것으로 알려져 있다.

공기의 질을 판정한다

길버트(Gilbert, 1965년)는 지의류의 지리적 분포가 공기중 아황산가스(${SO}_{2}$)의 농도에 의하여 결정된다고 보고하였다.

나는 지의류의 분포와 대기중 아황산가스 농도와의 관계를 조사한 적이 있다. 대기중의 아황산가스 농도가 0.01ppm을 넘는 곳에서는 거의 모든 지의류가 사라졌거나 바위 위에 부착되어 있는 지의도 거의 죽어 있어서 소위 지의사막(地衣沙漠)을 이루고 있음을 알아냈다. 1975년에는 종각(서울의 중심)을 기점으로 10㎞ 동심원의 내부에는 어떠한 지의류도 찾아 볼 수 없는 지의사막이 나타났다. 1991년에는 15㎞ 동심원의 내부 지대가 모두 지의사막에 속하여, 심지어 북한산의 인수봉, 도봉산의 만장봉에 붙어 있던 지의류마저 모두 죽어서 빗물에 씻겨 내려 갔으므로 그 큰 바위들이 하얗게 되고 말았다.

최근에 많은 지의류가 대기로부터 치명적인 먼지를 몸안에 축적한다고 알려졌다. 즉 원자탄 폭발에서 나오는 방사능낙진, 특히 스트론툼 90과 세슘 137은 먹이연쇄에 의하여 인간에 옮겨져서 암의 원인이 될 수 있다. 이 문제는 큰사슴과 순록의 경우 눈에 특별히 띈다. 세계에서 가장 중요한 지의류의 하나는 소위 큰사슴이끼와 순록이끼다. 이것들은 그 수가 방대하여 동토지대의 대부분을 덮고 있으며, 붕방림의 임상(林床)을 두껍게, 해면모양의 푸른 양탄자처럼 덮고 있다. 이 지의류가 인간에 먹힐 수 있지만, 그것은 영양이 없고 쓴 산을 품고 있어서 주의해서 먹지 않으면 소화기능을 망칠 수 있다.

그러나 북미의 야생 큰사슴과 유라시아에 있는 그들의 사촌되는 반가축인 순록은 이 지의류를 먹고 번성한다. 큰사슴과 순록은 하루에 지의를 12파운드(약 5.4㎏)나 먹는다. 여름에 두 동물은 역시 풀 사초 그밖의 식물을 먹고 산다. 소련의 한 과학자는 겨울에 순록 먹이의 95%를 지의류가 차지한다고 발표하였다. 넓고 끝이 뾰족한 발굽으로 순록은 눈속에서 지의류를 파낸다.

북미의 1백만 마리의 큰사슴과 유라시아의 2백만에서 50만마리의 순록은 북극권 사람들의 사냥감으로 남아 있다. 큰사슴의 고기는 많은 이뉴이트(Inuit)족의 중요한 먹이가 되고 있으며, 또 스웨덴의 사미(Saami, 라프 란다족)족은 1년에 평균 8~10마리의 순록을 잡아 먹는다. 시베리아의 2백만 순록은 축치 에벤크스 유쿠츠(Chukchi Evenks Yukuts)같은 많은 전통적 순록몰이꾼의 생존을 위한 경제적 기본이 되고 있다.

1950년대와 1960년대 이전에 한때 사냥꾼과 몰이꾼의 생활이 위협을 받았다. 원자력의 위력을 알기 위하여 대기중에서 원자탄 폭발을 시험하였을 때 공기 비 눈으로부터 양분을 얻기 위하여 고도의 흡수능력을 가진 클라도니아(Cladonia)종의 지의류는 역시 방사능 낙진도 흡수하였다. 1960년대 중반에 주로 순록의 고기를 먹고 사는 라브라도인들은 스트론튬 90과 세슘 137을 그들보다 남쪽에 사는 핀란드인들에 비해 30배나 더 많이 섭취하였다고 한다. 캐나다에서는 이뉴이트족의 모유(母乳)가 같은 물질에 의하여 위험할 정도로 오염되어 있음을 발견하였다.

체르노빌 원전사고시의 활약상

원자탄 폭발실험이 지하에서 행해졌을 때는 위험이 감소되었다. 그러나 1986년 4월 28일 체르노빌에서 핵공장이 폭발했다. 이때 바람이 방사능물질의 구름을 스칸디나비아의 중북부에 걸쳐서 넓은 폭으로 휩쓸어 클라도니아종의 지의류는 방사능 해면처럼 행동하여 치명적인 낙진을 흡수했다. 이 원전 사고의 주오염원은 세슘 137이었는데 이는 수십년에 걸쳐서 서서히 붕괴되는 것이다.

노르웨이에서는 법적으로 시장에서 팔 수 있는 순록의 고기는 1㎏당 6천 베크렐(becquerel, 1베크렐은 방사능측정의 단위로 1초에 한개의 핵이 붕괴되는 것을 말한다) 혹은 그 이하의 방사능을 가진 것이어야 한다. 스웨덴에서는 그 한계가 1천5백베크렐이다.

체르노빌사고가 있은 지 8개월 후 노르웨이와 스웨덴의 일부에서는 순록의 고기가 7만베크렐의 높은 값을 나타냈고, 몇 지역에서는 13만7천베크렐까지 치솟았다. 오염된 순록의 고기는 스웨덴과 노르웨이 정부에서 몰수하여 사람이 소비하지 못하도록 짙은 청색으로 물을 들여서 밍크와 여우농장에 팔았다. 그리고 방사능을 지닌 많은 순록은 죽여서 묻어버렸으므, 캐나다에서는 깨끗한 큰사슴의 값이 1986년에 파운드당 2백30달러에서 1987년에는 4백95달러로 껑충 뛰었다.

지의류의 해독에 대한 민감도는 19세기의 프랑스 물리학자 베크렐(Alexander Edmond Becquerel)을 놀라게 하였다. 그는 단단한 지의의 하나인 잔토리아 파리엔티나(Xanthoria parientina)를 절대온도에서 처리해 보았다. 이때 지의류중 어떤 것은 8년 동안 진공 속에서 살아 있었으며, 액체공기 속에서도 2주간이나 견디었다.

베크렐의 실험실의 지의류는 그들이 자연계에서 직면하는 추위보다도 좀더 가혹한 극단의 추위에서도 살아남았다. 그들이 오래 사는 것과 오염과는 별개의 문제다.