How to Harness the Ancient Partnership between Forests and Fungi | Colin Averill | TED

번역: Hyeryung Kim 검토: DK Kim

So we know forests play an essential role in regulating the Earth's climate.

지구 기후 조절에 숲이 큰 역할을 한다는 건 다들 잘 아시죠.

However, most of what we know about those forests

하지만 이 자료 대부분은

is actually based on things we can measure aboveground.

땅 위에서 측정한 것들입니다.

So historically, ecologists like myself would come to this place,

과거에 저 같은 생태학자는 숲으로 직접 가서

and we’d count the number of tree stems we’d find.

나무가 몇 그루인지 세고

We’d identify which species they are,

어떤 종인지 일일이 규명했습니다.

and today we’d probably remotely sense features of this forest canopy from space.

현재는 우주에서 원격으로 숲의 꼭대기를 살펴봅니다.

And all of this absolutely makes sense.

이런 방법들은 모두 타당합니다.

Aboveground is where photosynthesis happens.

광합성은 땅 위에서 일어나니까요.

Photosynthesis is how carbon and energy enter forests.

광합성은 탄소와 에너지가 숲으로 흡수되는 과정이자

Photosynthesis is how trees can remove carbon dioxide

숲이 대기 중의 이산화 탄소를 제거하는 방법입니다.

from the atmosphere.

However, we also know most trees are limited in some way,

하지만 아시다시피 물이나 영양분 같은 토양 자원 때문에 한계가 있죠.

by soil resources like water or nutrients.

And to access those resources, trees have to build roots.

나무는 이런 자원을 흡수하려고 뿌리를 만들고

And trees build an incredible amount of roots.

뿌리는 어마어마하게 뻗어 나가죠.

So in some forests, there can be as much or more biomass belowground,

그래서 어떤 숲에서는 땅 윗부분과 같거나 더 많은 생물량이

줄기나 잎 같은 땅 위 구조보다 땅속 뿌리 구조에 있기도 합니다.

in root structures,

as aboveground, in stems and leaves.

Decades of research have now made very clear

수십 년간의 연구로 확실해진 건

that belowground ecology --

이러한 땅속 생태계, 즉, 토양에서 일어나는 일을 알아야

so what’s going on in the soil -- is really essential to understanding

전체 숲 체계의 움직임을 알 수 있다는 것입니다.

how these forest systems work.

However, if you follow these root systems all the way out to their terminal ends,

그런데 땅속 뿌리 체계를 끝까지 쭉 따라가 보면

the finest tips in the root system,

뿌리 체계의 가장 미세한 끝부분은,

and you look closely -- I mean super closely,

엄청나게 자세히, 현미경으로 봐야 할 정도로 자세히 들여다보면

like, you’re going to need a microscope closely --

you discover a place where the tree stops being a plant,

어느 순간부터 더 이상 식물이 아니라

and starts becoming a fungus.

균류처럼 보이기 시작합니다.

So most trees on Earth form a partnership,

지구에서 자라는 나무 대부분은

뿌리곰팡이와 서로 도우며 함께 살고 있습니다.

or what scientists call symbiosis,

with mycorrhizal fungi.

과학자들은 ‘공생’이라 부르죠.

So this, in my opinion,

제 생각엔 이 사진이 이 조직을 가장 잘 보여주는 것 같습니다.

is one of the most remarkable images ever captured of these organisms.

So in the background, at the top,

뒤에 보이는 촘촘한 그물 모양 구조는 ‘균사’입니다.

you can see this dense network of fungal hyphae.

These are essentially like roots, but for fungi, instead of plants.

균류에게는 식물의 뿌리만큼이나 중요한 부분이죠.

And in the foreground,

앞쪽에 보이는 둥근 것은 놀랍게도 균류의 다핵 포자입니다.

you can see these incredible, multinucleated fungal spores,

which look totally unreal, but absolutely are.

꼭 가짜처럼 보이는데 이게 실제 모습입니다.

These are the reproductive structures of the fungus.

이 부분이 균류의 생식 구조로

These have the potential to become entirely new fungal networks.

나중에 완전히 새로운 균류 그물이 될 수 있죠.

Mycorrhizal fungi are essential

균근균은 기본적으로

to how basically all plants access limiting soil resources.

식물이 한정된 토양 자원을 흡수할 때 꼭 필요합니다.

There's actually evidence

식물은 물속에서 육지로 올라오면서 뿌리 구조가 발달했는데

that when plants first made the evolutionary transition

from living in water to living on land,

they evolved this symbiosis before they even evolved roots.

균류와 공생하기 시작한 건 이미 그전부터라고 합니다.

And so this partnership between forests and their fungi is ancient,

그러니까 숲과 균류의 공생 관계는

and it stretches back hundreds of millions of years.

수억 년 전부터 이어져 온 아주 오래된 관계인 거죠.

However, these roots don't have to be just fungi.

나무뿌리는 균류가 아니라 세균 같은 게 될 수도 있습니다.

They can also be, for instance, bacteria.

So these circular structures in this root network

뿌리 그물에 있는 이 동그란 구조를 ‘뿌리혹’이라고 합니다..

are called root nodules.

They house symbiotic, nitrogen-fixing bacteria.

뿌리혹 안에 살고 있는 질소 고정 세균은

And what these bacteria do

대기 중의 질소를 흡수해 그 형태를 바꿔줍니다.

is actually convert nitrogen gas in the atmosphere

into plant-usable forms,

식물이 이용할 수 있는 형태로 바꿔서 식물의 성장을 도와주죠.

and in turn, they nurture plant growth.

이 복잡한 토양 생물학은 이후에도 계속 이어집니다.

And the complexity of soil biology just keeps going.

So these root symbionts are embedded in an even more complex network

이 뿌리 공생체는 더 복잡한 그물로 연결되죠.

of free-living bacterial and fungal decomposers,

독립 생활 세균과 균류 분해자,

and archaea and protists,

고세균류와 원생생물, 미세한 토양 동물, 바이러스...

microscopic soil animals, viruses ...

The biodiversity of soil communities is astonishing.

토양 생태계의 생물 다양성은 그야말로 경이롭습니다.

We now know a handful of soil

이제 우리도 알고 있습니다.

can easily contain over 1,000 coexisting microbial species.

흙 한 줌 안에 공생 미생물이 천 가지 넘게 살고 있다는 사실을요.

And so all of this, this is the soil microbiome.

바로 이 모든 것이 토양 미생물 생태계입니다.

This is the forest microbiome, this is the ecosystem microbiome.

이것이 숲 미생물 생태계이고 생태계 미생물 군집입니다.

So breakthroughs in DNA sequencing technology

이제 DNA 서열 분석 기술이 획기적으로 발달해서

have finally turned the lights on belowground.

드디어 땅속 세상을 제대로 연구할 수 있게 되었습니다.

DNA has allowed us to see these microbial communities

DNA 덕분에 우리는 예전엔 하지 못했던 방식으로

in unprecedented detail,

미생물 생태계를 낱낱이 볼 수 있고 최근에는 정확도가 매우 높아졌습니다.

and, only recently, at unprecedented scales.

Yet despite these breakthroughs,

하지만 이렇게 기술이 발전했어도

I'd argue we still don't know the answers to seemingly simple questions, like this:

이 간단한 질문에 대한 답은 아직 찾지 못했죠.

"What does a healthy forest microbiome look like?"

“건강한 숲 미생물군은 어떤 모습일까?”

We're far closer to answering a question like this for people

이 질문에 대한 답은 식물보다는 인간에게서 먼저 찾을 수 있습니다.

than we are for plants.

The Human Microbiome Project has really led in this area.

인간 미생물군 계획이 이 분야를 주도하고 있죠.

So the human body is a microbial ecosystem.

인간의 몸은 미생물 생태계입니다.

Each of us houses an incredibly biodiverse community of bacteria in our gut,

우리 몸속에는 놀랍도록 다양한 미생물이 살고 있으며

and that has a profound impact on our health.

이들은 우리 건강에 엄청난 영향을 미칩니다.

This was discovered by medical microbiologists

이러한 사실을 알아내기 위해 의학 미생물학자들은

using DNA sequencing to characterize which bacteria

지원자 수백 명의 몸속 세균을 채취해

live in hundreds of people's bodies.

DNA 서열을 모두 분석했습니다.

And importantly, also noting health features of those same people.

특히 지원자들의 건강 상태까지 동시에 꼼꼼히 관찰했죠.

So, are they sick? And if so, with what?

아픈 곳이 있는지, 아프면 왜 아픈지,

What's their blood pressure, their digestive health,

혈압은 괜찮은지, 소화는 잘되는지, 정신 건강은 어떤지 모두 다요.

their mental health?

이 자료를 전부 모아서 분석한 후

And by combining all of that information,

those microbiologists could begin to identify

미생물학자들은 건강과 질병에 관련된

combinations of bacteria linked to health and disease.

세균들의 조합을 밝혀냅니다.

And these analyses became a road map

그리고 이 분석 자료를 이용해

for the development of human microbiome transplant therapies,

인간 미생물 군집 이식 치료의 청사진을 만들 수 있었죠.

which is essentially ecosystem restoration,

여러분 장내 미생물군뿐 아니라 생태계 회복에도 꼭 필요한 자료죠.

but for your gut microbiome.

And these therapies are now on the road to market

이 기술은 곧 시장에 진출해서

몇 가지 질병을 치료하는 데 실제로 적용될 것입니다.

to treat some of these diseases today.

And so drawing from this work, my team asked,

이 지점에서 우리는 또 궁금했습니다.

"What would it look like

“인간 미생물 군집 계획과 비슷한 접근 방식을

to take the Human Microbiome Project approach,

but apply it to the forest?”

숲에 적용해보면 어떨까?”

What could we discover about the forest carbon cycle?

숲의 탄소 순환에 대해 우리는 무엇을 알 수 있을까요?

Could we identify places

실제로 땅속 미생물을 회복할 장소를 알아내고

where we could actually do belowground microbial restoration,

and, in the process, combat climate change?

그 과정에서 기후 변화와 싸울 수 있을까요?

Over the past three years,

지난 3년 동안

we’ve been working with forest scientists across Europe

유럽 지역의 산림 과학자들과 함께 바로 그것을 확인해보았습니다.

to do exactly that.

In each of these locations,

과학자들은 각자의 위치에서

scientists have been documenting forest health for decades.

숲의 건강 상태에 대한 수십 년의 기록을 수집했습니다.

And so, we asked our forest research partners

우린 그들에게 부탁했죠.

to go out to each of these forests

각자 분석한 숲에서 채취한 흙 표본을 조금씩만 우리에게 보내 달라고요.

and collect a small sample of soil,

which they then shipped back to our lab in Zurich

so we could extract and sequence DNA,

흙 표본에서 DNA를 추출해 분석하고

which allowed us to understand which microorganisms,

어떤 미생물들, 특히 어떤 균류가

and particularly fungi,

live in each of these forests.

그 숲에 사는지 알아볼 생각이었죠.

And then finally, we used statistics and machine learning

그리고 마침내 통계와 기계 학습을 이용해

to relate which microorganisms live in a forest

숲 미생물과 숲 건강 사이의 중요한 상관관계를 알아냈습니다.

to a really important forest health metric:

tree growth rate

땅 위에 있는 나무의 성장률과 탄소 포집률의 관계를 알아낸 거죠.

and carbon-capture rate aboveground.

Now, once we controlled for the environmental drivers of tree growth --

일단 우리는 나무 성장을 조절하는 환경 요인을 통제했습니다.

so how warm and wet each of these places is,

우리가 아는 다른 변수들뿐 아니라

as well as other variables we know control background site fertility --

숲의 온도와 습도도 숲의 건강 상태에 영향을 줍니다.

we discovered that particularly which fungi colonize

우리는 이 나무뿌리에 서식하는 균류 집단의 활동 정도에 따라

the roots of these trees

is linked to threefold variation in how fast these trees grow,

나무가 자라는 속도, 다시 말하면 나무가 탄소를 포집하는 속도가

how fast they remove carbon dioxide from the atmosphere.

달라진다는 것을 발견했습니다.

So put another way,

달리 말해서,

these correlations imply that you could have two pine forests,

이 상관관계로 알 수 있는 건

sitting side by side,

이를테면, 나란히 있는 두 소나무 숲이 기후와 토양 조건이 같을 때

experiencing the same climate, growing in the same soils.

But if one of them was colonized

뿌리 부분에 균류 체계가 제대로 형성된 숲이 그렇지 않은 숲보다

by the right community of fungi on its roots,

it could be growing up to three times as fast as that adjacent forest.

세 배까지 더 빨리 자란다는 것입니다.

And furthermore, these patterns were not driven

더욱이 이런 경향은

왕성하게 번식하는 어떤 특정 균류나 균주 때문이 아니라

by the presence of particularly high-performing species or strains,

but instead, they were driven by biodiverse and completely different

다양한 생물로 이루어진 완전히 다른 균류군 때문에

communities of fungi.

나타나는 것으로 밝혀졌습니다.

And so these fungal signatures are super exciting to us

균류의 이런 특징은 상당히 흥미롭습니다.

because they imply an opportunity to manage,

왜냐하면 이는 숲의 균류군을

and in many cases, actually rewild the forest fungal microbiome.

자연 상태로 되돌리고 유지할 수 있는 기회를 의미하니까요.

So, for example, can we reintroduce fungal biodiversity

예를 들어 인간이 관리하는 임업 현장에

into a managed timber forestry landscape?

균류의 생물 다양성을 다시 돌려줄 수 있을까요?

And in the process, can we make those trees grow faster?

또 그 과정에서 나무를 더 빨리 자라게 할 수도 있을까요?

Can we make them capture more carbon in their tree stems and in their soils?

나무가 줄기와 토양에 더 많은 탄소를 흡수하게 할 수는 있을까요?

Can we rewild the soil and combat climate change?

토양을 자연 상태로 되돌려 기후 변화와 싸우는 게 가능할까요?

And these aren't just rhetorical questions --

허황된 질문처럼 보이지만 지금 우리가 실제로 하는 일이죠.

we've actually started doing this.

So this is one of our field trials in Wales, in the United Kingdom.

여기 이곳은 영국 웨일스에 있는 우리 실험 현장입니다.

It’s run in collaboration with the charity there

‘탄소 커뮤니티’라는 현지 자선 단체와 연계하여 함께하고 있죠.

called the Carbon Community.

It’s 28 acres, or 11 hectares,

이곳의 면적은 28에이커 즉, 11헥타르인데

and it's set up as a block-randomized controlled trial.

구역별로 무작위 대조 시험을 할 수 있게 설계되어 있습니다.

This is analogous to how you would run a drug trial,

이것은 약물 시험과 유사한 방법인데

but in this case, it's for trees instead of people.

이 경우엔 대상이 사람이 아니라 숲인 거죠.

And here, we do a pretty straightforward experiment.

여기에서는 아주 단순하게 실험합니다.

We either plant trees, business as usual --

평소처럼 흙에 씨를 뿌려서 나무를 심거나

which is just direct planting of seedlings into the ground --

or we plant trees, and at the moment of planting,

혹은 나무를 심을 때 거기에 흙 한 줌을 추가합니다.

we add a small handful of soil.

But it's not just any soil.

이건 보통 흙이 아니라 선별한 숲에서 가져온 흙입니다.

It's soil sourced from a forest

잠재적으로 활동이 왕성한 균류를 품고 있는 걸로 확인된 숲이죠.

our analyses have identified as harboring potentially high-performing fungi.

So since we reintroduced microbial biodiversity

다시 말하면, 시험 현장의 일부 구역에

토양 미생물의 생물 다양성을 다시 살려 본 거죠.

into some of these sites,

we've observed that where we actually did that,

그런데 그렇게 해보니 실제로 차이가 있었습니다.

we've been able to accelerate tree growth and carbon capture in tree stems

나무의 성장 속도와 나무줄기에 흡수되는 탄소의 양이

by 30 to 70 percent, depending on the tree species.

나무 종류에 따라서 30~70% 늘어났습니다.

Or put another way --

결론적으로

where we manipulated and rewilded the invisible microbiology of this place,

눈에 보이지 않는 미생물을 일부 구역에 다시 돌려놓음으로써

we’ve begun to change how that entire place works.

전체 숲의 양상을 바꿨다는 말입니다.

Now it's important to emphasize

결과를 확인했을 때 우리는 모두 흥분했지만

that we're really excited about these findings,

아직은 시기상조라는 사실 또한 인정할 수밖에 없었습니다.

but we also understand they're still early.

We want to see many more large-scale field trials

아직 더 큰 규모로 현장 실험을 더 해야 하고

and many more locations with many more years of data.

더 많은 장소에서 더 오랜 시간 동안 더 많은 자료를 모아야 하겠죠.

However, beyond just these carbon and climate outcomes,

하지만, 이런 탄소나 기후 관련 성과보다

I think the most exciting thing here

더 놀라운 점은

is that we can actually do this with wild and native and biodiverse

이것이 자연 그대로의 야생에서 채취한

combinations of microorganisms.

다양한 조합의 미생물을 이용한 결과라는 점입니다.

And while we pointed this approach at forestry,

지금까지는 임업 분야에만 초점을 맞췄지만

in principle, this kind of science has the potential to generalize

사실 이런 과학 기술은 이론적으로

우리가 관리하는 광범위한 환경에 모두 적용될 수 있습니다.

to all of our managed landscapes.

We can begin asking questions like,

이런 것도 궁금해집니다.

"What does a healthy agricultural microbiome look like?"

“식량과 숲의 농업을 함께 고려할 때

Thinking across both food and forest agriculture.

건강한 농업 미생물 군집은 어떤 모습일까?”

And there's reason to think a biodiversity-first approach

생물 다양성을 앞세운 접근 방식은 분명 효과가 아주 클 것입니다.

may be particularly powerful here.

And that’s because the history of agriculture

과거부터 농업은 환원주의를 실행해왔기 때문이죠.

has been an exercise in reductionism.

We've identified high-performing plant species,

효율 높은 식물 종이 무엇인지 이미 알려져 있으니

and then strains,

and then we’ve selectively bred them,

그것만 선택해서 재배하고 유전적으로 변형도 할 수 있습니다.

and now we genetically modify them.

And finally, we plant those organisms out in vast monocultures.

마지막으로 이 식물을 대규모로 단일 재배할 수도 있습니다.

So a single plant species as far as you can see.

보이는 끝까지 식물을 한 종류만 심는 거죠.

And to be clear,

이러면 농업 생태계의 생산성이 매우 높아지는 건 사실입니다.

this has produced very productive agroecosystems.

But it's also produced ecosystems

하지만 이렇게 형성된 생태계는 상당히 취약하다는 것을 알아야 합니다.

we’re coming to understand are remarkably fragile.

극단적인 기후 변화나 새로운 병원체에 매우 민감한 체계죠.

Systems increasingly sensitive to extreme climate events,

novel pathogens.

Systems incredibly reliant on chemical inputs,

화학 물질 첨가에 지나치게 의존하고 외부 요인에 크게 영향을 받습니다.

we're coming to understand have really serious externalities.

So we now have the data, computational tools

우리에겐 자료가 있고 계산 도구도 있고

and the ecological theory to start going the other way,

생태학적 이론도 있으니 이제는 방법을 바꿀 수 있습니다.

to lean into biodiversity and complexity.

생물 다양성과 복잡성을 받아들이는 방향으로요.

And once we do, the question really becomes,

일단 그렇게 하면 이런 질문을 하게 될 겁니다.

by rewilding our soils,

“토양을 자연으로 돌려보내서

can we make our managed food and forest landscapes

우리가 관리하는 식량과 숲 지형을

reservoirs of belowground biodiversity?

땅속 생물 다양성의 저장소로 만들 수 있을까?

And in the process,

그리고 이 과정에서 생태계의 생산성과 탄소 포집률,

can we enhance yields and carbon capture

and all the other services we ask of these ecosystems?

그리고 다른 혜택을 더 늘릴 수 있을까?”

I think there's a lot of reason to be incredibly hopeful here.

여기에 대한 대답은 제 생각에 아주 희망적입니다.

And I think we also shouldn't be so surprised

그리 놀라운 일도 아닌 게

that these microscopic organisms have the potential

이 미세 생명체들은

엄청나게 큰 생태계 규모의 효과를 가져올 잠재력이 있습니다.

for such enormous, ecosystem-scale effects.

And that’s because we’ve known now, really for a long time,

이건 모두 우리가 오랜 시간을 들여

숲과 균류를 연구하고 알아 왔기 때문입니다.

that forests are fungi.

And they’re incredibly biodiverse communities of bacteria and archaea

숲은 경이롭고 신비하며 다양한 생물들의 집합체입니다.

and protists and microscopic soil animals and viruses.

세균, 고세균, 원생생물, 미세 토양 동물들과 바이러스들.

Soil is the literal foundation of terrestrial ecosystems,

토양은 문자 그대로 지구 생태계의 기반입니다.

and the microbial life that inhabits soil

그리고 토양에 서식하는 미생물들은

represents some of the most complex and biodiverse

지구 상에서 가장 복잡하고 다양한 생물이 모여있는

communities of life on Earth.

집합체를 상징합니다.

For the first time,

역사상 처음으로

DNA sequencing is turning the lights on belowground.

DNA 서열 분석 기술이 땅속 세상을 밝혀주고 있습니다.

It’s allowing us to see these organisms in unprecedented detail

이제는 예전에 없던 정교함과 규모로

and at unprecedented scales.

땅속 생명체를 관찰할 수 있습니다.

Imagine studying plant biology,

식물 생물학을 연구하는 사람이

but you never really knew if you're looking at a sequoia tree

세쿼이아 나무와 물이끼조차도 구분하지 못하다가

or a sphagnum moss.

And then, all of a sudden, you did.

어느 날 갑자기 그걸 알게 됐다고 생각해 보세요.

That's what's happening right now in global environmental microbiology.

지구 환경 미생물학 분야에서 바로 지금 일어나고 있는 일입니다.

And so we should expect this revolution

따라서 우리는 이제

in our understanding of these microscopic organisms,

이런 미세 생명체, 특히 균류에 대한 인식도 획기적으로 바꿔야 합니다.

and particularly fungi,

to transform how we understand and how we manage our ecosystems

우리가 생태계를 이해하는 방법과

유지하고 관리하는 방법도 근본적으로 바꿔야 할 것입니다.

in a foundational way.

Thank you.

감사합니다.

(Cheers and applause)

(환호)(박수)