Common duckweed (Lemna minor, L. 1753)

기본 정보

Lemna minor (Lemna minor L., 1753)는 천남성과 개구리밥아과에 속하는 부유성 수생식물입니다. 과거에는 별도의 개구리밥과로 분류되었으나 2009년 APG III 계통분류 체계에서 천남성과로 편입되었습니다. 이 체계는 개구리밥 무리를 모두 같은 아과에 묶습니다. ^{1 6 6}

속명 Lemna는 연못이나 고인 물을 뜻하는 고대 그리스어 limne에서 유래하며 서식지를 가리킵니다. 종소명 minor는 ‘더 작은’이라는 뜻으로, 지금은 Spirodela속에 속하는 더 큰 개구리밥과 대비한 이름입니다. 영어 common duckweed는 문자 그대로 ‘오리의 잡초’라는 뜻입니다. 오리가 먹기도 하고 발이나 깃털에 붙여 연못 사이로 옮기기도 한다는 점을 떠올리게 합니다. ^{6 7}

구별법

눈에 보이는 식물체는 납작한 엽상체 하나로 축소되어 있습니다. 일반적인 풀처럼 줄기와 잎을 각각 구별해서 보기보다는, 이 하나의 평평한 구조가 줄기와 잎의 역할을 함께 맡는다고 이해할 수 있습니다. 길이 1~8 mm, 너비 0.6~5 mm로 윗면은 연한 녹색이고 아랫면은 더 짙습니다. 거의 보이지 않는 잎맥 3~5개가 지나갑니다. 길이 1~2 cm인 가는 뿌리 하나가 아래로 늘어지며 끝이 때로 노처럼 휘어집니다. ^{6 6 2}

가까운 친척과 비교할 때는 떠 있는 녹색 엽상체만 보지 말고 그 아래 달린 뿌리도 살펴봅니다. 엽상체 하나에 뿌리가 한 개 달린다는 점이 이 종을 알아보는 중요한 구별점입니다. Spirodela속은 뿌리가 여러 개이고 아랫면이 자주색인 경우가 많으며 Wolffia속에는 뿌리가 전혀 없습니다. Wolffia의 종들은 알려진 속씨식물 중 가장 작은 무리에 속하며 일부는 0.1 mm를 넘지 않습니다. ^{11 12}

매우 드물게 피는 꽃은 지름 약 1 mm이고 꽃잎이 없으며 엽상체 가장자리에 바로 달립니다. 개체군 증가는 대부분 출아에 의존하므로 유성생식이 차지하는 역할은 거의 없습니다. ⁶

분류 정보

천남성과로 묶인 이 작은 수생식물들은 여러 종이 육안으로 비슷하여 현장에서 혼동하기 쉽습니다. 북아메리카에서 도입된 Lemna minuta는 엽상체가 2~5 mm로 더 작고 추가적인 잎맥이 있습니다. 프랑스에서는 자생종 Lemna minor와 달리 침입 외래종으로 분류됩니다. ^{6 4}

Lemna turionifera는 올리브색 휴면아와 안토시아닌에 의한 지속적인 붉은색으로 구별됩니다. 두 특징은 Lemna minor에는 없습니다. 따라서 붉은 개구리밥은 대개 Lemna minor가 아니며 붉은색은 거의 언제나 Lemna turionifera를 가리킵니다. ⁶

서식지와 분포

분포는 준범세계적이며 북극권과 고산 지역을 제외한 아프리카, 아시아, 유럽과 북아메리카에서 자랍니다. 프랑스 본토에서는 자생종이며 INPN은 거의 모든 데파르트망에서 이 종을 기록합니다. ^{6 4 5}

질산염과 유기물이 풍부하고 고이거나 천천히 흐르는 웅덩이, 연못, 도랑과 구하도에 자리 잡습니다. 생장에 알맞은 pH는 6.5~7.5이며 6~33 °C에서 자랄 수 있습니다. 원산지 밖의 오스트랄라시아와 남아메리카에는 수조 및 연못용 식물 거래를 통해 퍼져 귀화했습니다. ^{7 7}

생활사와 번식

씨앗보다는 영양번식이 압도적으로 우세합니다. 모체 엽상체 가장자리의 주머니에서 작은 엽상체가 돋고 떨어져 독립한 개체가 됩니다. 조건이 좋으면 전체 생체량이 불과 3~15일 만에 두 배가 되어 몇 주 안에 수면 전체를 덮는 매트를 만들 수 있습니다. ⁶

온대 지역에서 가을에 기온이 내려가면 전분이 풍부한 작은 휴면아가 만들어집니다. 휴면아는 물밑으로 가라앉아 동결을 피해 겨울을 보낸 뒤 이듬해 봄에 스스로 떠올라 군락을 재형성합니다. 이 과정에 씨앗은 필요하지 않습니다. IUCN은 넓은 분포와 전반적으로 안정적인 개체군을 근거로 2019년 이 종을 관심대상으로 평가했습니다. ^{7 8}

쓰임새와 주의점

주요 용도는 식용과 사료입니다. 가축은 수세기 동안 이 식물을 먹어왔으며 현재는 단백질 함량이 20~40%인 가금류 및 양식용 보충 사료로 연구됩니다. 축산 폐수 처리에서는 녹아 있는 질소와 인을 85% 이상 제거하면서 활용 가능한 생체량도 생산합니다. ^{7 7}

중금속을 생물농축하는 능력도 높아 오염된 물에서 비소의 70% 이상을 2주 만에 제거합니다. 식물정화에 유용한 특성이지만 수질 확인 없는 야생 채취는 피해야 하는 이유이기도 합니다. 빠르고 측정하기 쉬운 생장 덕분에 수생식물에 대한 화학물질 독성을 평가하는 세계적인 OECD 221 시험의 표준 생물로 쓰입니다. 생명공학 분야에서는 유전자를 변형해 당사슬을 최적화한 인간 단클론항체를 생산한 사례도 있으며 생물의약품 생산 기반으로 연구됩니다. ^{7 10 9}

가장 큰 위험은 생태적인 측면에 있습니다. 매트가 너무 두꺼우면 빛과 수면의 기체 교환을 차단하여 무산소 상태와 물고기 폐사를 일으킬 수 있습니다. 주요 해충인 개구리밥 바구미 (Tanysphyrus lemnae)의 유충은 엽상체 조직 안으로 굴을 파고 먹습니다. ²

품종, 혼동하기 쉬운 식물, 근연종

이 종에는 인정된 원예 품종이 없습니다. 관상식물로서의 관심이 낮아 정원이나 수조를 꾸미기 위한 육종 대상으로 선발되지 않았기 때문입니다. 다만 연구실에서 쓰는 식물이 모두 똑같은 재료라는 뜻은 아닙니다. 연구에서는 특정한 클론을 구분하여 사용하며 이런 수집 계통을 액세션이라고 부릅니다. 어떤 계통을 고를지는 연구 목적에 따라 달라집니다. 단백질을 생산하려는 연구에서는 단백질 수율을 기준으로 고르고, 오염물질을 시험하는 연구에서는 해당 물질에 대한 민감도가 중요한 선발 기준이 됩니다. 이러한 연구용 계통을 원예 품종과 구별해서 이해해야 합니다.

현장에서는 먼저 개구리밥아과의 다른 속과 종을 비교해야 합니다.

• Spirodela polyrhiza는 엽상체가 더 크고 뿌리가 여러 개이며 아랫면이 자주색인 경우가 많습니다.
• Wolffia spp.는 뿌리가 없고 가장 작은 속씨식물 무리에 속합니다.
• Lemna minuta는 더 작고 프랑스에 도입된 침입종으로 자생종인 Lemna minor와 다릅니다.
• Lemna turionifera는 지속적인 붉은색과 올리브색 휴면아로 구별됩니다.

다른 아과의 식물 중에는 물상추 (Pistia stratiotes)와 혼동하기 쉽습니다. 물상추는 육안으로 분명히 보이는 큰 로제트를 형성하므로 Lemna minor의 작은 단독 엽상체보다 훨씬 큽니다. ¹¹

주요 출처

• Plants of the World Online / Kew, Lemna minor L.
• NC State Extension Gardener Plant Toolbox, Lemna minor
• Plants For A Future, Lemna minor
• INPN / MNHN, Lemna minor L., 1753
• Tela Botanica, Lemna minor L.
• 프랑스어 위키백과, Lemna minor
• 영어 위키백과, Lemna minor
• IUCN 적색목록 평가, Lemna minor
• Cox 외, 2006, Nature Biotechnology, 인간 단클론항체 당사슬 최적화 연구, Lemna minor
• OECD, 시험 221, Lemna속 생장 저해 시험
• PMC, Spirodela polyrhiza, Lemna minor와 Lemna aequinoctialis의 엽상체 및 뿌리 비교 분석
• 영어 위키백과, Wolffia