거의 4억년이 지난 후, 세계에서 가장 오래되고 가장 빠르게 진화하는 이끼인 타카키아가 히말라야에서 자리를 잃고 있습니다.

공룡의 흥망성쇠, 히말라야의 형성, 인류 문명의 출현을 목격한 식물을 상상해 보십시오. 극한의 추위부터 강렬한 자외선 복사에 이르기까지 지구상에서 가장 극한의 조건에 적응한 식물입니다. 다른 알려진 이끼보다 빠르게 진화했지만 모든 생물 중에서 고유하게 만드는 일부 고대 기능을 여전히 유지하는 식물입니다. 그 식물은 일본과 북미 일부 지역뿐만 아니라 티베트 고원의 외딴 절벽에서 자라는 3억 9천만 년 된 이끼인 타카키아입니다.

타카키아는 살아있는 화석으로 외부 변화가 거의 없이 수백만 년 동안 살아남은 희귀한 종입니다. 그것의 잎은 뚜렷한 윗면과 아랫면을 가진 대부분의 현대 식물과 달리 단순하고 미분화되어 있습니다. 또한 대부분의 식물이 대기와 가스를 교환하는 데 사용하는 구멍인 기공이 부족합니다. 대신, 그것은 최초의 육상 식물로 거슬러 올라가는 원시적 특성인 세포를 통해 직접 물과 이산화탄소를 흡수합니다.

그러나 타카키아는 과거에 얽매이지 않습니다. 그것의 게놈은 특히 티베트 고원의 가혹한 환경에 대한 반응으로 분자 수준에서 급속한 진화를 겪었음을 보여줍니다. "세계의 지붕"이라고도 불리는 이 고원은 평균 해발 4,000m가 넘는 세계에서 가장 높고 가장 큰 고원입니다. 그곳에서 타카키아는 저온, 강풍, 폭설, DNA와 단백질을 손상시킬 수 있는 강렬한 UV-B 방사선에 직면합니다.

이러한 문제에 대처하기 위해 타카키아는 놀라운 개조 세트를 개발했습니다. 예를 들어, 그것은 UV로 인한 손상을 복구하고, 보호 색소를 합성하고, 부동액 단백질을 생성하는 데 도움이 되는 유전자를 가지고 있습니다. 또한 천천히 자라고 자원을 보존할 수 있는 유전자를 가지고 있는데, 이는 영양분이 부족한 토양과 긴 겨울에서 생존하는 데 중요합니다. 실제로 타카키아는 2023년 8월 Cell에 발표된 연구에 따르면 지금까지 시퀀싱된 다른 어떤 식물 게놈보다 빠르게 진화하는 유전자를 가지고 있습니다.

중국과 독일의 연구원들이 주도한 이 연구는 서로 다른 위치에서 타카키아 샘플을 수집하고 분석하기 위해 10년 동안의 노력을 포함했습니다. 연구원들은 또한 타카키아를 1억 6500만 년 된 몽골의 화석과 비교하여 고대 기원과 놀라운 안정성을 확인했습니다. 이 화석은 타카키아가 서식지와 게놈의 극적인 변화를 겪었음에도 불구하고 수백만 년 동안 외형을 유지하고 있음을 보여주었습니다.

그러나 이러한 안정성은 그리 오래 지속되지 않을 수 있습니다. 타카키아는 이제 기후 변화라는 새로운 위협에 직면해 있습니다. 티베트고원은 기온이 지구 평균보다 빠르게 상승해 지구 온난화에 가장 민감한 지역 중 하나입니다. 이것은 춥고 안정적인 조건에 의존하는 타카키아 및 기타 고산 식물에 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.

연구원들은 기후 변화가 계속되면 타카키아가 가까운 미래에 멸종될 수 있다고 경고합니다. 

그들은 타카키아가 매우 낮은 분산 능력을 가지고 있어 새로운 지역으로 쉽게 이주하거나 새로운 서식지를 식민지화할 수 없다는 것을 의미한다고 추정합니다. 또한 번식률이 매우 낮아 새로운 세대를 빠르게 생산하거나 변화하는 환경에 적응할 수 없습니다. 이러한 요인으로 인해 타카키아는 멸종에 매우 취약합니다.

타카키아는 진화 역사의 매혹적인 예일 뿐만 아니라 생물학적 정보의 귀중한 출처이기도 합니다. 그것의 게놈은 식물이 스트레스에 대처하는 방법, 시간이 지남에 따라 식물이 다양화되는 방법 및 환경과 상호 작용하는 방법에 대한 새로운 통찰력을 밝힐 수 있습니다. 그것의 생존은 동물, 곰팡이 및 박테리아와 같이 서식지를 공유하는 다른 유기체에도 도움이 될 수 있습니다.

따라서 연구원들은 타카키아와 그 서식지를 더 악화되지 않도록 보호하기 위해 더 많은 보존 노력을 촉구합니다. 그들은 타카키아가 백업 수단으로 식물원이나 온실에서 재배될 수 있다고 제안하지만, 자연 서식지를 보존하는 것이 장기적인 생존을 위해 필수적이라고 강조합니다. 그들은 또한 이 독특하고 멸종 위기에 처한 이끼에 대한 더 많은 대중의 인식과 교육을 요구합니다.

타카키아는 지구 생명의 탄력성과 다양성에 대한 살아있는 증거입니다. 상상할 수 있는 가장 어려운 환경에서 수백만 년 동안 살아남았습니다. 그러나 우리가 기후 변화로부터 보호하기 위해 빨리 행동하지 않으면 더 이상 생존하지 못할 수도 있습니다.