북극버들은 5㎝ 남짓의 작은 키로 땅에 붙어 자란다.


북극(Arctic)은 지리적·기후적·생물학적 기준에 따라 다양하게 정의되는데, 그중 생태학적으로 가장 널리 쓰이는 기준은 ‘수목한계선(timber line)’이다. 이 선은 나무가 생존할 수 있는 북쪽의 마지막 경계선을 의미한다. 수목한계선 너머로 가면 기온이 너무 낮고 여름이 짧아, 일반적인 의미의 나무는 자라지 못한다. 이 경계는 주로 가장 따뜻한 달의 평균 기온이 영상 10도 미만인 곳으로 설정된다. 따라서 과학자들은 흔히 “북극에는 나무가 없다”고 말한다. 하지만 이 말은 절반만 맞다 모바일바다이야기 .
북극에도 나무가 있다. 다만 그 나무는 우리가 흔히 떠올리는 하늘로 뻗은 큰 나무가 아니라, 눈 아래 몸을 낮춘 채 땅에 바짝 붙어사는 작은 나무들이다.
2016년 여름, 나는 그린란드 북쪽 끝, 즉 위도 82도 이상의 고위도, 북극 끄트머리 난센란(Nansen Land)의 얼음 언덕을 걸었다. 그곳엔 여름에도 녹지 바다이야기온라인 않는 얼음의 땅이 있었고, 눈 사이로 드러난 좁은 지면 틈에 작고 납작한 식물들이 몸을 웅크리고 있었다. 가까이 다가가 보니 북극버들(Arctic willow, Salix arctica)이었다. 초록 잎을 품고 있는 이 작고 단단한 식물은 지구에서 가장 추운 땅에 뿌리를 내리고 살아가는, 가장 완벽한 ‘나무’다.
연약해 보이기만 하는 북극 바다이야기게임 버들은 생각보다 오래 산다. 나이테를 세어 보면 수십 년, 심지어 수백 년을 사는 개체도 있다. 다만 성장 속도가 느리고, 땅을 따라 옆으로 기어가듯 자라기 때문에 사람들이 간과할 때가 많다.



북극버들 가지의 나이테를 보니 60년 이상 된 것으로 추정됐다. 이원영
오션파라다이스사이트

북극버들의 키는 손가락 길이 정도로, 약 5㎝ 남짓이다. 비록 작은 키지만 위로 솟는 대신 지면에 낮게 몸을 붙인 덕에 북극의 매서운 바람에도 꺾이지 않는다. 또한 겨울철에 눈이 내리면, 눈이 오히려 따뜻한 담요 역할을 해 눈 밑의 온도는 바깥의 영하 40도보다 훨씬 높게 유지된다. 북극버들의 작은 키는 야마토릴게임 추위에 살아남는 비결 중 하나다.
북극의 겨울은 길고, 어둠이 깊다. 일 년 중 거의 열 달은 눈에 덮인다. 일반적인 식물이라면 영하의 온도에서 세포 속 수분이 얼음 결정이 되면서 부피가 팽창해 세포벽이 찢어지고, 결국 조직이 파괴돼 죽고 만다. 그러나 북극버들은 영하 40도의 추위에도 조직이 손상되지 않는다. 그 비밀은 그들의 세포 속에 있다.
기온이 떨어지면 북극버들의 세포 안에선 놀라운 변화가 일어난다. 세포 속에 단당류(sugars)와 결빙방지 단백질(antifreezing protein)이 급격히 늘어나 마치 세포의 부동액처럼 작용해 세포 내 수분이 어는 것을 막는다. 겨울철 추운 날씨가 지속될 때는 수크로스(sucrose), 라피노스(raffinose) 같은 당류의 농도가 평균 두 배에서 네 배까지 증가한다. 이 당류들은 세포막 주변에 달라붙어 막의 인지질과 수소 결합을 형성하며, 세포가 얼음 결정에 찢기지 않게 보호한다. 동시에 결빙방지 단백질은 세포벽 주변에서 얼음 결정의 성장을 물리적으로 억제해 미세한 결정이 세포를 파괴하지 못하게 막는다. 이 당류와 단백질은 서로 협력해 작용한다. 당류가 세포 내 수분을 비결정 상태(glassy state)로 안정화시키면, 단백질은 외부에서 얼음 결정의 성장을 제어하는 식이다. 덕분에 세포는 영하의 조건에서도 얼지 않고, 마치 단단한 유리알처럼 내부 구조를 유지한다.



러시아 극동 캄차카 반도의 아직 눈이 채 녹지 않는 아바친스키 산비탈에 북극버들이 제법 높이 자랐다. Alexey Yakovlev


긴 겨울 동안 북극버들의 세포 안은 시간이 멈춘 듯 평온하지만, 죽지 않은 채로 다음 여름을 준비하며 견딘다.
북극의 여름은 짧다. 기껏해야 6월부터 8월까지 약 두 달 남짓. 그때 잠깐의 햇살이 대지를 비춘다. 북극버들은 이 짧은 계절 동안 모든 생애 활동을 마쳐야 한다. 눈이 녹자마자 잎을 내고, 꽃을 피우며, 씨앗을 맺고, 다시 버티기에 들어가야 한다. 다른 식물들보다 주어진 시간이 짧기 때문에 햇빛을 최대한 효율적으로 이용할 필요가 있다.
북극버들의 잎의 표면은 두꺼운 왁스층(cuticle)으로 이뤄져서 반들반들 윤이 난다. 이 왁스층은 빛을 반사하는데 그로 인해 빛이 잎 내부로 고르게 퍼져 약한 햇빛도 유용하게 쓸 수 있다. 또한 왁스층은 수분 증발을 줄이는 보호막 역할도 한다. 또한 북극버들 잎의 짙은 녹색은 빛의 흡수율을 증가시킨다. 이를 통해 북극버들은 6~8주라는 짧은 시간에 집약적으로 성장하고, 매우 효과적으로 광합성한다.



북극버들의 잎은 윤기가 흐르고, 솜털처럼 맺힌 씨앗은 바람을 타고 날아갈 준비를 하고 있다. Richard Collier


7월 말, 다시 눈이 내리기 시작하면 북극버들은 재빨리 종자를 퍼뜨려야 한다. 이들의 씨앗은 솜털처럼 가벼워 북극의 거센 바람을 타고 멀리 날아간다. 이렇게 털 달린 덕에 씨앗은 장거리 여행을 하며 새롭게 녹은 땅으로 나아가 서식지를 넓힌다.
한 줄기의 태양 빛도 허투루 쓰지 않기 위해 진화적으로 설계된 고효율의 잎, 혹독한 바람을 역으로 이용할 수 있는 털 달린 씨앗으로 북극버들은 짧은 여름 동안 생명을 싹틔울 준비를 마친다.
북극버들의 강인함은 크고 곧음에서 오는 것이 아니라, 작고 비틀림에서 비롯된다. 땅에 바짝 엎드려 몸을 휘고 뒤틀어 자라지만, 그 안은 누구보다 꿋꿋하고 단단하다. 아무리 거센 바람이 불어도 움직이지 않는다. 어떤 해에는 꽃을 피우지 못하고, 어떤 해에는 눈 속에서 완전히 묻히기도 하지만, 세포 속엔 여전히 생명이 살아 숨 쉰다.



미국 알래스카 앵커리지 글렌알프스산 위에 작고 소중한 북극버들이 단단하고 꿋꿋하게 자라고 있다. Rebecca Bowater


이 식물은 최장 270년을 살기도 한다. 그린란드 동부엔 18세기 후반부터 살아온 북극버들 개체가 아직도 그 자리를 지키고 있는데, 이 사실은 이 작은 생명이 비록 느리지만 얼마나 강인하게 시간을 살아가는지 잘 보여 준다.
북극에서 현장 조사 중 잠시 쉬기 위해 바닥에 앉으면, 내 발아래엔 항상 북극버들이 있다. 그들은 넝쿨처럼 가지를 뻗어 대지를 덮었고, 나는 마치 거대한 거인이 돼 나무 꼭대기를 밟고 서 있는 기분이 들곤 한다. 그래서 나는 늘 조심스럽게 앉는다. 내 발에 스치는 작은 가지 하나도, 영하 40도의 바람을 견뎌 낸 생명이기 때문이다. 비록 말 없는 식물이지만 그 침묵 속에서도 생명의 언어가 느껴지고, 이들이 가진 강인한 생명력을 떠올리면 절로 고개가 숙여진다.
※연재를 마칩니다. 그동안 <이원영의 아주 극한의 세계>를 사랑해주신 독자분들께 감사드립니다. 이원영 박사가 전하는 극지 동식물 이야기는 책 <자연은 포기하지 않는다>로 출간될 예정입니다. 많은 관심 부탁드립니다.

아주 극한의 세계는?

히말라야산맥을 넘는 줄기러기를 아시나요? 영하 272도에서도 죽지 않는 곰벌레는요? 인간은 살 수 없는는 혹독한 환경 속에서도 적응하고 살아가는 동물이 많은데요. 여름엔 북극, 겨울엔 남극에서 동물행동을 연구하는 이원영 극지연구소 선임연구원이 지구 끝 경이로운 생물들의 이야기를 전합니다. 한겨레 오늘의 스페셜: 아주 극한의 세계(https://www.hani.co.kr/arti/SERIES/3304?h=s)에서 만나보세요!

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이원영 극지연구소 선임연구원·동물행동학자 기자 admin@slotmega.info