대기중의 이산화탄소 농도가 돼지풀의 꽃가루 생성에 미치는 직접적인 영향

Abstract

배경: 최근의 기후변화가 급격히 진행됨에 따라 기후의 변화와 꽃가루 농도와의 관계를 규명하려는 연구가 시행되고 있다. 이 중에서도 대기중의 CO2농도는 나무의 성장과 밀접한 관계가 있어, 대기중의 꽃가루 농도의 유행시기와 양에 직접적인 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 이 중에서 돼지풀, 종 암브로시아(genus Ambrosia) 는 우리나라 아토피 감작 환자의 8-10% 빈도를 차지하는 흔한 알레르겐으로서, 국내에서는 가을에 주로 계절성 알레르기 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 체임버와 현장 연구를 통해서 대기중의 이산화탄소 농도가 돼지풀의 꽃가루 생성에 주는 영향을 알아보고자 한다.

방법: 체임버 연구에서는, 각 유리 체임버마다 다른 대기중 이산화탄소 농도를 설정한 후, 돼지풀, 종 암브로시아를 성숙할 때 까지 기른다. 체임버들의 온도, 채광, 습도는 같도록 유지하고, 대기중의 이산화탄소 농도만 380-400ppm, 480-500ppm, 580-600ppm 그리고 680-700ppm으로 다르게 설정한다. 현장 연구에서는, 시골 지역과 도시 지역에서 각각 1개의 지점을 선택한다. 시골 지역으로는 경기도 포천의 대진대학교 근처를, 도시 지역으로는 서울의 강남역 근처를 선정하였다. 두 지점에 돼지풀, 종 암브로시아를 동일한 토양에 심고 성숙할 때까지 관찰한 후, 최대한 성숙한 시점에 2주 간격으로 꽃가루를 채집하였다. 두 연구에서 채집된 꽃가루를 말려 효소결합 면역흡착 측정법(enzyme-linked immunosorbent assays: ELISA)을 통해 꽃가루 안의 항원인 Amb a 1 의 양을 측정하였다.

결과: 각각 다른 이산화탄소 농도를 설정한 체임버 연구에서는 돼지풀의 항원 Amb a 1의 값이 이산화탄소 농도가 상승함에 따라 증가하였다. 각 체임버의 Amb a 1 수치를 보면, 이산화탄소 농도가 380-400ppm 일 때에는 2,408.5±959.6 pg/mL, 480-500ppm일 때에는 4,097.4±1257.3 pg/mL, 580-600ppm일 때에는 5,796.8±1511.6 pg/mL 그리고 680-700ppm일 때에는 6,664.9±1900.7 pg/mL로 측정되었다. 현장 연구에서는 두 지점의 대기중 이산화탄소 농도는 포천 지역이 320ppm, 강남 지역이 440ppm이었다. 강남지역에서 자란 돼지풀의 Amb a 1농도가 3,048.5±454.3ppm으로 포천 지역에서 자란 돼지풀의 Amb a 1농도인 2,313.0±460.0ppm 보다 높았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다.

결론: 본 연구에서 알 수 있듯이 돼지풀의 Amb a 1농도는 대기중의 이산화탄소 농도가 상승함에 따라 증가하였으며, 이는 대기중의 이산화탄소 농도가 돼지풀의 성장에 영향을 준다는 자료가 된다. 하지만 현장 연구의 결과에서 체임버연구에 비해 농도가 의미있게 차이는 없었는데 이는 돼지풀의 성장에는 대기중의 이산화탄소 농도 이외에도 다른 여러 가지 환경 인자들이 영향을 주는 것으로 보이며, 이에 대해서는 향후 추가적인 연구가 필요하다.