19세기 말 전구가 발명된 이후 전 세계 도시의 밤은 불야성을 이루고 있다. 인공조명이 만든 도시의 밤 풍경은 아름답고, 인간의 활동 시간을 획기적으로 늘렸지만, 인간은 물론 생태계에도 심각한 문제를 일으키고 있다.

그런데, 중국 생태환경과학 연구센터 도시·지역 생태학 연구실, 베이징 중국과학원대 공동 연구팀은 야간 인공조명이 가로수의 잎들을 두껍고 단단하게 만들어 곤충이 먹을 수 없게 한다고 9일 밝혔다. 곤충의 먹잇감이 줄면서 먹이 사슬을 붕괴시키고 도시 생물다양성에 해를 끼칠 가능성이 커진다는 것이다. 이 연구 결과는 생물학 분야 국제 학술지 ‘최신 식물 과학’(Frontiers in Plant Science) 8월 5일 자에 실렸다.

전 세계 대부분의 사람은 매일 밤 빛 공해에 시달리고 있다. 인공조명은 밤의 밝기를 거의 10% 이상 증가시킨 것으로 알려져 있다. 식물은 먹이 사슬의 최말단에 있으며, 다른 식물과 동물과의 상호작용에 영향을 미치기 때문에, 인공조명에 의해 발생하는 식물의 변화는 생태계 전체에 영향을 미칠 수 있다.

연구팀은 인공조명에 노출된 식물들이 성장보다는 방어에 집중하게 돼 잎을 단단하게 만들과 더 많은 화합물을 생성할 것이라고 예상하고, 일본 팽나무와 녹색 물푸레나무 두 종의 가로수의 변화를 관찰했다. 두 종의 가로수는 비슷하기는 하지만, 일본 팽나무의 잎은 더 작고 부드러워 초식동물이나 곤충들이 선호한다. 연구팀은 밤새 조명이 커진 주요 도로 30곳을 정해, 인공조명에 노출된 수준을 측정하기 위해 각 장소의 조도를 측정했다. 30곳에서 약 5500개의 잎을 수집하고, 곤충의 초식 피해와 크기, 잎의 단단함, 수분 함량, 영양소, 화학 방어 수준과 같은 특성을 분석했다. 일반적으로 잎이 크면 자원이 성장에 할당됐고, 잎 조직이 단단하고 두꺼우며 타닌 같은 물질이 많은 경우는 방어에 자원을 더 많이 할당했음을 보여주는 척도다. 또 수분과 영양분이 높을 경우는 초식동물이나 곤충을 유혹하기 좋다.

분석 결과, 인공조명이 오래, 강하게 비춰질 경우 잎은 더 단단했고, 잎이 단단할수록 곤충이 접근하지 않은 것으로 조사됐다. 빛이 강할수록 초식 피해의 흔적이 없는 경우가 많았다. 일본 팽나무의 경우 인공조명에 많이 노출될수록 인산 같은 영양소 수준이 낮았고, 잎에 영양소가 풍부할수록 초식 피해가 더 많이 발생했다. 녹색 물푸레나무는 일본 팽나무보다 인공조명의 영향을 덜 받았고, 질소 수준이 높고 잎이 작아 초식 피해가 더 컸다.

연구를 이끈 장 슈앙 중국 생태환경과학 연구센터 교수는 “곤충 피해가 없다는 것이 사람에게는 안도감을 줄 수 있지만, 곤충이나 생태계에는 그렇지 않다”라며 “초식 피해가 감소하면 생태계에서는 연쇄 반응이 발생해 초식 곤충 개체수가 줄고, 포식 곤충, 곤충을 먹는 조류 등의 개체수가 줄어 생태계를 붕괴시킬 수 있다”라고 말했다.