GMO와 글리포세이트가 토양 생물학에 미치는 영향

토양-GMO

개요 -

  • 글리포세이트는 아미노산 합성을 중지시킨 다음 식물 성장에 필요한 단백질 합성을 억제합니다. 그런 일이 일어나면 식물은 토양의 병원균에 더욱 취약해집니다
  • 글리포세이트는 또한 미네랄 킬레이트제로 작용하는데, 아연, 구리, 망간과 같은 미네랄은 많은 효소의 보조 인자로 작용합니다. 이런 미네랄을 억제하면 식물이 질병에 노출됩니다
  • 미네랄이 식물의 글리포세이트와 결합되면, 그런 미네랄은 먹어도 인체에서 활용할 수 없습니다. 대신, 그런 미네랄은 배설되거나 글리포세이트와 함께 인체에 축적됩니다
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머콜라 박사

<Principles in Weed Management> 라는 저서의 공동 저자 Robert Kremer 박사는 검증된 토양 과학자이자 미주리 대학의 토양 미생물학 교수입니다. 그는 최근 그가 32년 동안 미생물학자로 일했던 미국 농무부 (USDA)에서 은퇴하였습니다.

Robert Kremer는 1997년부터 유전자 조작 (GE) 작물에 대한 연구를 시작하였으며 인터뷰에서 GE 작물과 글리포세이트가 어떻게 생태와 생물에 영향을 미치는지에 대해 밝혔습니다.

라운드업은 뿌리계에 병원균을 축적시킵니다

유전자 조작 (GE) 작물이 출현하기 전, 그는 그의 연구 프로젝트는 토양에서 일어나는 식물과 미생물의 상호작용이 중심이었습니다.

글리포세이트 이차 작용기전 중 하나가 식물에게 기회 감염성 토양 병원균 감염을 일으키는 경향이 있다는 것은 주지의 사실입니다.

1996년경, 최초로 형질전환 식물이 등장하였을 때, Kremer의 연구팀은 유전자 조작 (GE) 대두에 대한 글리포세이트 사용이 푸사리움 같은 특정 토양 병원균을 유인할 수 있는지 여부에 대해 연구하기로 결정하였습니다.

종종 병원균으로 간주되고 있지만 푸사리움 속의 몇 가지 종은 토양에서 유기물의 분해에 관여하기 때문에 환경에 유익할 수 있습니다.

다른 종들은 기회 감염성으로, 식물의 조건이 맞는 환경에서는 식물을 공격하는 병원성 (감염성) 균이 됩니다.

그들이 발견한 것은 라운드업(라운드업의 활성성분이 글리포세이트)을 사용한 후에는 항상 해당 시즌 동안 대두 및 옥수수의 뿌리계에 토양성 푸사리움이 증가되었다는 사실이었습니다.

“뿌리계에 축적된 푸사리움의 양을 보게 된다면, 완벽한 조건이 갖추어지면 병이 발병하게 될 것이라고 의심하게 될 것입니다”라고 Kremer는 말합니다.

“결국 대두와 옥수수에서 우리는 4내지 5가지의 주요 종을 확인했습니다. 우리는 실제로 분석한 뿌리 샘플의 10-20%에서만 질병 유발 병원성 종을 발견하였습니다.

하나는 대두를 갑작스럽게 죽게 만드는 원인균인데, 주로 토양이 젖은 상태일 때 대두를 시들게 하고 뿌리를 썩게 만듭니다.

우리가 내린 주된 결론은 유전자 조작 및 글리포세이트 처리로 인한 이런 대두유 변종은 포사리움이 증식하기에 매우 유리한 토양 환경을 제공함으로써, 조건이 갖추어질 경우 질병이 급속히 발달하게 될 잠재적인 환경을 형성한다는 것입니다.

이런 현상은 질병 발달에 필요한 접종물이 이미 뿌리에 형성되어, 조건이 허락하면 감염시킬 준비가 되어 있기 때문이며, 비 유전자 변형 대두는 그런 잠재적 질병을 보이지 않았습니다.”

글리포세이트가 식물 성장을 방해하는 방식

Kremer의 설명에 따르면, 글리포세이트의 일차적인 작용 방식은 아미노산 합성을 중지시킨 다음 식물 성장에 필요한 단백질 합성을 억제하는 것입니다.

그 보완 작용으로는 이런 일이 일어날 때 식물은 토양의 미생물 (및 병원균)에 더욱 취약해진다는 것입니다.

그 이유는 아미노산이 푸사리움 같은 토양 병원균을 방어하는 기능을 가지고 있는 다른 물질에 대한 차단막 역할을 하기 때문입니다. 그 결과 식물은 토양의 많은 미생물에 의한 공격 및 감염에 더욱 취약해집니다.

글리포세이트는 또한 미네랄 킬레이트제로 작용하는데, 아연, 구리, 망간과 같은 미네랄은 많은 식물과 인간 효소에 필수적인 보조 인자로 작용합니다. 

식물의 미네랄에 대한 킬레이트화 또는 제거는 단백질 합성이 안 되는 주요한 원인입니다. 왜냐하면 합성에 관여하는 효소는 미네랄의 작용이 필요하기 때문입니다. 그리고 나면 식물은 공격에 무방비 상태가 됩니다.

글리포세이트의 침투성이기 때문에 문제입니다

우리는 종종 글리포세이트를 국부적으로 사용되는 일종의 제초제라고만 생각합니다. 그러나 글리포세이트의 특성 중 하나는 식물에 뿌리게 되면 침투성으로 다른 많은 제초제처럼 씻어내 버릴 수 없습니다.

글리포세이트는 식물의 모든 세포에 결합되어 특별히 세포를 더 빨리 자라게 합니다. Kremer는 다음과 같이 설명합니다.

“글리포세이트는 식물 전체를 통해 이동하여, 주로 식물의 생장점, 분열 조직을 향하며, 식물의 가장 활발한 생장점 중 하나는 어린 뿌리의 끝입니다.

식물에 살포된 많은 글리포세이트는 식물을 통해 통과합니다. 그리고 분열 조직과 생성되는 씨앗으로도 갑니다. 그러나 그 중 많은 양이 부리로 전달된 후 뿌리를 통해 토양으로 유입됩니다.

글리포세이트가 토양으로 들어가면… 토양에 녹아있는 영양분과 접촉하여 킬레이트화하거나 고정시켜 식물이 사용할 수 없도록 만듭니다.

또한 뿌리 근처의 유익한 미생물도 이렇게 된 영양소는 이용할 수 없게 됩니다. 식물이나 미생물들은 그런 미량 영양소를 전혀 획득할 수 없습니다. 여기서 여러분은 양방향으로 영향을 받게 됩니다.

여러분은 미량 영양소를 필요로 하는 효소를 통해 반응하는 필수 영양소를 취할 수 없게 된 식물의 영향을 받게 됩니다.

또한 그러한 식물의 효소를 얻은 미생물은 물질대사를 제대로 할 수가 없습니다.”

일단 글리포세이트와 결합되면, 인간의 인체 역시 그런 미량 영양소를 이용할 수 없게 됩니다

흥미롭게도, GE 식물의 조직으로 분석하여 미량 영양소를 찾는다면, 시험에서는 충분한 양의 망간과 기타 미네랄이 존재한다는 것을 발견할 수 있을 것입니다. 그러나 조직 분석을 통해서는 식물에서 이러한 망간이 얼마나 많이 글리포세이트와 결합되어 이용할 수 없게 되어버렸는지는 알 수가 없습니다.

게다가 만일 미네랄이 식물의 글리포세이트와 결합되었다면, 인체는 그것을 먹었을 때 영양소를 이용하기 위해 그 결합을 분리할 수 없습니다. 대신, 그런 미네랄은 단순히 배설되어 인체 밖으로 버려지거나 글리포세이트와 함께 인체에 그대로 축적됩니다.

더 심각한 것은, 라운드업과 같은 글리포세이트의 제형은 상승 작용으로 인해 글리포세이트 자체보다 훨씬 더 독성이 강합니다. 예를 들면, 계면활성제 물질이 식물의 세포막을 파괴하여 글리포세이트와 같은 다른 화학물질이 훨씬 더 쉽게 흡수되도록 하기 때문에, 훨씬 더 위험합니다.

무경운 농업 (No-Till Farming)에서 글리포세이트의 ‘번다운 살포'의 문제점

일부 지속 가능한 농법인 무경운 농업에서 작물을 심기 전에 밭에 남아있는 잡초 및 초목을 모두 죽이기 위해 봄에 “번다운 살포”에 라운드업을 사용합니다. 토양을 가는 작업 동안 많은 유익한 토양 미생물, 특히 균근균이 파괴되고 대량의 표토가 손실되기 때문에 무경운 (no-till) 농법은 매우 유익한 점이 많습니다. 그러나 이런 방식으로 토양을 살균하면 장기적으로 매우 불리하며 만약 농부가 주의하지 않는다면 결국 농사에 실패할 수 있습니다.

Kremer는 다음과 같이 설명합니다.

“잡초를 태워 죽이는 방법은 종종 무경운 농법을 위한 사전 처리로 사용됩니다. 그런 일이 발생하면, 식물은 뿌리 부분에서부터 갑자기 미생물의 활동이 늘어납니다. 그런 이유로 토양에서 잠재적인 병원성 미생물의 갑작스런 활동이 최고조로 되었다가 가라앉기까지 적어도 일주일에서 10일 동안 기다릴 것을 농부들에게 권장하는 것입니다.

그런 다음에는 이런 불균형한 상태의 미생물의 공격을 받을 위험 없이 새로운 작물의 묘종을 심을 수 있습니다. 그리고 그것이 바로 문제입니다. 저는 개인적으로 기다릴 수 없는 일부 농부들을 알고 있습니다. 그런 농부들은 농지를 태운 후 바로 작물을 심습니다. 그리고 그것은 초기 성장에는 영향을 미치지 않지만 나중에 작물의 질과 수확에 영향을 미칩니다.”

이것은 마치 심각한 질병에 항생제를 사용하는 임상적 사용과 비슷합니다. 이 경우에, 글리포세이트는 질병을 해결하기 위해 살포되지 않습니다. 그것은 단지 농사 방법 중 하나입니다. 그럼에도 불구하고 항생제가 장내 미생물총을 죽이는 것과 마찬가지로 토양의 미생물총을 죽이며 그 부작용 역시 거의 동일합니다. 그런 일은 식물에 영양을 공급하고 해충에 저항하는 토양의 능력을 감소시킵니다.

두 경우 모두 잔류 활동이 단 며칠이 아니라 꽤 오랫동안 지속됩니다. 물론, 세균의 균형은 개선되기 시작하겠지만 그 여파로 균형을 잃어버린 미생물총이 남게 됩니다. 그리고 실제로 글리포세이트로 인해 번성하게 되는 많은 종류의 미생물총이 있습니다. 푸사리움이 그 중 하나인데, 그런 미생물 대부분이 유익하지 않은 미생물입니다.

다음으로 알아야 할 것은 표층 토양의 몇 가지 뿌리 마름병이 발생하거나 포도에서 보았던 비정상적인 성장이 일어날 것이라는 것입니다. 그리고는 왜 생산에 문제가 있는 것인지 의아해합니다. 이런 반복되는 생태계에 글리포세이트를 과도하게 사용하는 것은 심각한 문제입니다.”

GMO는 제초제 및 기타 농약의 사용을 증가시킵니다

화학기술산업이 GE 작물의 사용을 홍보하고 지지하는데 사용하는 정당화는 GE 작물은 농약의 필요를 감소시킬 것이라는 것입니다. 실제로 화학물질에 대한 잡초의 내성으로 인해 농약 사용이 꾸준히 증가하고 있습니다. 대략 6천만 에이커의 농지가 현재 글리포세이트 내성 슈퍼 잡초로 넘치고 있습니다.

설사 농부가 옥수수와 대두를 번갈아 재배한다 해도, 대부분은 두 작물 모두 라운드업 래디(Roundup Ready) 종자를 재배합니다. 즉 이런 작물들은 제초제를 위해 살포되는 라운드업을 견딜 수 있다는 것입니다. 따라서 작물을 교체한다 해도, 매년 계속 작물에 라운드업을 사용하게 됩니다. 종종 번다운(burndown) 처리에 라운드업을 미리 사용한 다음 아마도 두 번 이상 시즌 동안 라운들업을 사용하게 될 것입니다.

“라운드업 래디가 아닌 다른 작물들을 재배하는 대신에 ‘그렇다면 그냥 라운드업 내성이 있는 잡초를 죽일 수 있는 다른 제초제에 견디는 작물을 만들자.’라고 생각했습니다. 그렇습니다. 우리에게는 글리포세이트를 포함하여 적어도 두 가지 또는 세 가지 이상의 제초제에 견디는 작물을 먹게 될 것입니다. 다른 제초제는 2,4-디클로로페녹시아세트산 (2,4-D)과 디캄바가 될 수 있습니다. 이 제초제들은 글리포세이트 내성 잡초를 제거하기 위한 것입니다.

그러나 이미 2,4-D와 디캄바는 알려져 있고 이 종류의 화학물질에도 내성을 보이는 잡초가 있습니다. 그런 잡초들이 세 가지 다른 종류의 제초제에 내성이 생기는 것은 시간의 문제일 뿐입니다. 우리는 다섯 가지 다른 제초제에 내성이 있는 잡초가 있다는 것을 알고 있습니다. 그런 일이 일어나는 불길한 조짐이 있습니다.”라고 Kremer는 말합니다.

또한 더 많은 화학물질이 대두 및 옥수수와 관련된 질병을 억제하기 위해 사용되고 있습니다. 첫 번째 유전자 변형 콩이 나왔을 때, 그 씨앗은 살충제나 살진균제로 결코 처리되지 않았습니다. 지금은 예상되는 해충을 억제하기 위해 적어도 한가지 이상의 살충제나 살진균제로 처리되지 않은 라운드업 래디 종자를 구매할 수 없습니다. 따라서 농부들은 더 이사 확실히 몬산토 종자가 아닌 “깨끗한’ 종자를 구매할 수 없습니다. 그리고 이런 화학물질의 혼합물은 결국 식물에게도 전달되어 가축과 인간이 먹게 되는 것입니다.

토양을 다시 살리기 위해서는 새로운 농업 시스템이 필요합니다

Kremer에 따르면, 이제 옥수수와 대두를 몇 년가 재배한 후에 많은 농부들은 생산성이 하락하는 것을 보고 있습니다. 이것은 몬산토의 약속과 정확히 반대되는 것입니다. 그리고 그런 감소의 이유는 토양 건강의 쇠퇴와 직접적인 관계가 있습니다. Kremer는 다음과 같이 설명합니다.

“산업형 농업을 통해 일차적으로 발생한 사건은 글리포세이트와 유전자 변형 [식물] 품종 및 거기에 뿌리는 모든 화학비료의 사용입니다. 그리고 그런 것들은 토양의 모든 특성에 영향을 미치기 때문에 우리의 토양에는 토양 건강의 핵심인 토양 유기물이 줄어들었습니다.”

예상하시는 바와 같이, 많은 영양소, 특히 우리의 식품에 함유된 미량 영양소의 수준 역시 감소되었습니다. 이런 부정적 결과로 인하여, 점점 더 많은 수의 농부들이 변화를 준비하고 있으며, 많은 농부들이 비 GMO 작물로 다시 돌아가고 싶어 합니다. 물론 이것은 올바른 대응이긴 하지만 완전한 해결책은 아닙니다. 토양은 적절한 과정을 통해 적극적으로 재생되어야 합니다. 비 GMO 종자로 바꾸는 것만으로는 충분하지 않습니다.

지피 작물 (cover crops)을 사용하는 것이 중요한 해결책의 일부입니다. 왜냐하면 이런 작물은 토양에 유기물을 축적하는데 도움이 되고, 단단한 땅을 풀어주어, 토양 표면 아래로 물과 공기가 더 잘 침투되게 하기 때문에 유익한 미생물이 번성할 수 있는 환경을 만들어 주기 때문입니다. 전체적인 농사를 통합하여 관리하는 것이 역시 중요한 요소입니다.

“저는 그것을 위한 많은 기회가 있다고 생각합니다.”라고 Kremer 박사는 말합니다. “저는 이미 그렇게 하고 있는 농부들을 알고 있습니다. 그리고 만일 우리가 그런 잡초를 처리하기 위해 토지에 동물을 방목하고 유기물이 축적되도록 할 수 있다면, 결국 토양을 되살리고 회복시킬 수 있을 것입니다. 가장 큰 문제는 다양한 종류의 농업으로 분업화된 농업을 하고 있다는 것입니다.

대부분의 집중 동물 사육장 (CAFO)은 서부에 있으며 우리는 모든 곡물을 그곳으로 보냅니다. 우리는 먼 곳으로 영양분을 보내고 서부에는 거대한 거름 더미가 쌓입니다. 그리고 이것은 토양에 필요합니다… 저는 GE 작물을 먹이지 않은 고기에 대한 필요가 증가하고 있다고 생각하고 있습니다. 그리고 저는 앞으로 현지에서 더 많은 처리가 이루어지고 현지에서 소외 돼지에게 풀을 먹이는 운영 방식이 늘어날 것이라 생각합니다.

우리는 분명히 그러한 대규모 사육의 대부분은 라운드 래디 품종인 상업적 옥수수와 대두를 사용하기 때문에 그런 방향으로의 전환을 볼 수 있을 것입니다. 저는 우리가 주변에서 이런 변화를 보게 될 시점이 올 것이라 생각합니다. 우리는 같은 지역에서 가축이 길러지고 먹이가 되는 곡식이 재배되는 완전하고 지속 가능한 시스템을 가지게 될 것입니다.”