경기도 평택 희곡리 토탄층(약 5,700~5,900년전(前))에서 수침상태로 출토된 물푸레나무속 1종과 오리나무속 1종을 대상으로 전자현미경 관찰을 통하여 수종에 따른 분해정도와 형태를 조사하였다. 관찰결과 두 수종 모두 연부후와 박테리아에 의한 세포벽 공격형태와 분해형태는 거의 유사하였다. $S_2$층부터 복합세포간층 방향으로 점진적으로 불규칙하게 분해하는 침식형 박테리아와 목재세포벽을 분해하여 $S_2$층에 터널을 만드는 터널형 박테리아가 관찰되었다. 침식형 박테리아는 종종 연부후균에 의한 공동과 유사하지만 크기가 작은 공동을 형성하였다. 도관요소를 제외한 다른 세포들의 세포벽은 극심히 분해되었지만 세포벽의 외형은 수분으로 인해 그 고유한 형태를 유지하고 있었다. 해양천공충의 식흔 흔적이 발견되지 않고 연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태만 발견되어 평택희곡리 토탄지역 형성 당시인 5,700~5,900여년전이 온난화에 의한 홀로세 기후최적기 기간중이기 때문에 서해안 해수면 상승에 의해 해수에 침수되었을 것이라는 가설은 사실이 아닌 것으로 해석되었다.
경기도 평택 희곡리 토탄층(약 5,700~5,900년전(前))에서 수침상태로 출토된 물푸레나무속 1종과 오리나무속 1종을 대상으로 전자현미경 관찰을 통하여 수종에 따른 분해정도와 형태를 조사하였다. 관찰결과 두 수종 모두 연부후와 박테리아에 의한 세포벽 공격형태와 분해형태는 거의 유사하였다. $S_2$층부터 복합세포간층 방향으로 점진적으로 불규칙하게 분해하는 침식형 박테리아와 목재세포벽을 분해하여 $S_2$층에 터널을 만드는 터널형 박테리아가 관찰되었다. 침식형 박테리아는 종종 연부후균에 의한 공동과 유사하지만 크기가 작은 공동을 형성하였다. 도관요소를 제외한 다른 세포들의 세포벽은 극심히 분해되었지만 세포벽의 외형은 수분으로 인해 그 고유한 형태를 유지하고 있었다. 해양천공충의 식흔 흔적이 발견되지 않고 연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태만 발견되어 평택희곡리 토탄지역 형성 당시인 5,700~5,900여년전이 온난화에 의한 홀로세 기후최적기 기간중이기 때문에 서해안 해수면 상승에 의해 해수에 침수되었을 것이라는 가설은 사실이 아닌 것으로 해석되었다.
This study was conducted to examineboth the type of wood decay and the degree of degradation for the waterlogged woods (Alnus spp. and Fraxinus spp., about 5,700~5,900 year old), which were excavated at Higokri, Pyungteak in the west-coastal region of Korea. The transmission electron microscope (TEM...
This study was conducted to examineboth the type of wood decay and the degree of degradation for the waterlogged woods (Alnus spp. and Fraxinus spp., about 5,700~5,900 year old), which were excavated at Higokri, Pyungteak in the west-coastal region of Korea. The transmission electron microscope (TEM) observation indicated the degradations by soft rot and bacteria were common in both woods. Erosion bacteria attacked gradually and irregularly from the secondary layer to compound middle lamella and often produced the cavity which was similar to soft-rot cavity but much smaller ones. Tunneling bacteria decomposed mainly $S_2$ layer. Though of highly degraded walls, the cells almost kept the original form with intact lignin-rich middle lamella, which were saturated by water. No marine borer's trace indicated that the sealine rise in the western coast of Korean peninsula during the climate optimum period in the holocene might not be high enough to submerge the Higokri area which locates about 2 km from the present sealine.
This study was conducted to examineboth the type of wood decay and the degree of degradation for the waterlogged woods (Alnus spp. and Fraxinus spp., about 5,700~5,900 year old), which were excavated at Higokri, Pyungteak in the west-coastal region of Korea. The transmission electron microscope (TEM) observation indicated the degradations by soft rot and bacteria were common in both woods. Erosion bacteria attacked gradually and irregularly from the secondary layer to compound middle lamella and often produced the cavity which was similar to soft-rot cavity but much smaller ones. Tunneling bacteria decomposed mainly $S_2$ layer. Though of highly degraded walls, the cells almost kept the original form with intact lignin-rich middle lamella, which were saturated by water. No marine borer's trace indicated that the sealine rise in the western coast of Korean peninsula during the climate optimum period in the holocene might not be high enough to submerge the Higokri area which locates about 2 km from the present sealine.
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문제 정의
6-7. 본 연구에서는 평택 희곡리 토탄층에서 출토된 목재의 수종별 분해형태와 분해정도를 관찰하여 그 결과를 바탕은 동일 유적지에서 출토된 수침고목재의 보존처리 재료와 방법 설정에 자료로 활용하고자 한다. 또한 희곡리 토탄 형성 당시인 5,700-5900년전이 마지막 빙기이후 온난화에 의한 홀로세 기후최적기이기 때문에 서해안 해수면 상승에 의해 현재는 해안에서 약 2km 떨어져 있는 희곡리 지역이 해수에 침수되었을 것이라는 가설을 검정하고자 한다.
가설 설정
본 연구에서는 평택 희곡리 토탄층에서 출토된 목재의 수종별 분해형태와 분해정도를 관찰하여 그 결과를 바탕은 동일 유적지에서 출토된 수침고목재의 보존처리 재료와 방법 설정에 자료로 활용하고자 한다. 또한 희곡리 토탄 형성 당시인 5,700-5900년전이 마지막 빙기이후 온난화에 의한 홀로세 기후최적기이기 때문에 서해안 해수면 상승에 의해 현재는 해안에서 약 2km 떨어져 있는 희곡리 지역이 해수에 침수되었을 것이라는 가설을 검정하고자 한다.
제안 방법
공시재료의 개략적인 조사를 위하여 5(T)×5(R)×5(L)㎜의 시편을 채취하였고 강고성을 주기 위하여 PEG분자량 2,000으로 포매한 후 로터리마이크로톰으로 두께 10~20㎛로 절편을 제작하고 샤프라닌으로 염색하여 광학현미경을 관찰하였다.
알코올시리즈로 탈수 후 100%에서 10~15분간 2회 정도 탈수하고 propylene oxide로 10~20분간 2회 정도 탈수하여 에폭시수지(Poly/Bed 812)로 포매시켰다. 포매된 시료를 울트라마이크로톰으로 두께 0.3㎛의 박편을 제작한 후 uranyl acetate와 lead citrate로 염색하여 투과전자현미경(Hitach H600 : TEM)으로 관찰하였다.
대상 데이터
본 관찰에 공시된 재료들은 경기도 평택 희곡리 토탄층에서 출토된 것으로써 약 5,700~5,900 여년전(방사성 탄소연대)에 매장된 수침고목재이며8. 이들 공시재의 수종들은 물푸레나무속(Fraxinus spp.
성능/효과
발굴된 목재는 주로 토탄층에 혐기성균류가 서식하기에 적합한 환경을 형성하고 있어 목섬유에 일정한 분해선이 형성되지 않고 세포에 따라 거의 완전 분해된 세포가 관찰된다. 그리고 공시된 두 수종 모두 세포벽의 2차벽 중층 대부분에 공극을 형성하며 연부후균에 의한 분해를 관찰 할 수 있었다(Fig. 3, 4). 유연벽공 세포벽의 2차벽 중층은 대부분 분해되었으며 이것은 터널형 박테리아(tunnelling bacteria)의한 것으로 보인다(Fig.
수침고목재의 경우 수종간에 분해정도 차이가 있으며, 동일 수종 내에서도 조∙만재 간, 동일 세포간에 분해 형태가 다르고, 균류에 대한 저항성도 각기 다름을 밝혔다. 그리고 물푸레나무와 오리나무에 대한 연구에서는 비교적 리그닌의 밀도가 높은 도관이 분해에 대한 저항성이 있고, 셀룰로오스함량이 많은 2차벽이 먼저 분해되었으며 상대적으로 리그닌이 증가한 것으로 나타났다.
구성세포간에서 주로 목섬유는 연부후균에 의해 분해되며 도관과 유세포는 박테리아에 의한 분해가 발생하므로 구성세포간의 분해균의 차이를 알 수 있었다. 따라서 수침고목재의 경우 밀폐된 환경 속에서 혐기성 박테리아에 의해 분해되는 것을 확인 할 수 있었으며 각 구성세포간의 분해양식 차이를 확인 할 수 있었다.
유세포는 다른 세포에 비해 박벽이며 영양 물질을 포함하고 있지만 비교적 완전하게 남아있어 저항성이 큼을 알 수 있다. 또 방사 유세포의 분해형태는 목섬유와 거의 동일하며 목섬유의 벽과 방사 유세포의 말단벽을 통과하는 균사를 관찰 할 수 있었다.
이는 출토고목재의 부후형태인 전면분해형 및 점상분해형에 속하는 것으로 알려져 있으며4 희곡리출토 수종들에서도 동일한 분해특징을 관찰 수 있었다. 비교적 온전히 남아 있는 도관 세포벽을 제외하고는 모든 세포에서 연부후균에 의한 침해가 주축을 이루는 것으로 관찰되었다. 박테리아에 의한 분해는 터널형 박테리아에 의한 2차벽 중층의 나타나는 것이 특징적이며 상당히 분해가 진행된 세포벽에서도 2차벽 내층 (S3층)과 도관벽은 거의 완전한 형태를 유지하고 있는 특징을 가지고 있었다.
이상의 연구 결과에서 해양천공충의 식흔 흔적이 발견되지 않고 연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태만 발견되어 평택희곡리 토탄지역 형성 당시인 5700-5900여년전이 후빙기의 온난화에 의한 홀로세 기후최적기 기간 중이기 때문에 서해안 해수면 상승에 의해 해수에 침수되었을 것이라는 가설은 사실이 아닌 것으로 해석되었다. 연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태로 침수가 담수에 의한 것인지 아니면 해수에서 의한 것인지 알아내는 것은 매우 어렵기 때문에 향후 심도있는 추가 연구가 필요하다.
주요구성요소인 도관요소, 목섬유, 축방향유세포를 광학현미경으로 관찰한 결과, 물푸레나무의 경우 목섬유 세포벽 대부분이 분리되어 얇게 남아 있는 것으로 보아 세포간층과 1차벽만이 존재하는 것을 알 수 있었으며 도관의 세포벽은 비교적 온전히 남아 있다(Fig. 1). 오리나무의 목섬유 세포벽은 세포간층과 1차벽 그리고 2차벽의내층이 남아있는 것이 관찰되며, 도관은 세포벽 내부가 분해된 것이 관찰된다(Fig.
2). 횡단면상 도관요소와 목섬유 그리고 축방향유세포의 분포는 대체로 완전한 형태를 유지하고 있는 것을 볼 수 있었다.
희곡리 토탄층 목재의 세포벽은 연부후균과 박테리아에 의해 주로 분해되어 있고 침식형 박테리아의 식해흔으로 추정되는 공동형태가 확인되었다. 박테리아는 목재 세포 내강에서 생장하고 연부후균과 마찬가지로 2차벽 중층에서 공격이 시작되며 터널형 및 공동을 형성하는 침식형 박테리아에 의한 분해형태도 관찰할 수 있었다.
후속연구
연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태로 침수가 담수에 의한 것인지 아니면 해수에서 의한 것인지 알아내는 것은 매우 어렵기 때문에 향후 심도있는 추가 연구가 필요하다. 또한 본 연구에서 제시된 것처럼 수침고목재는 매장 환경, 수종 그리고 세포의 종류 등에 따라 분해형태가 각기 다르다, 따라서 부후가 많이 된 수침고목재의 보존처리를 위해서는 고분자량의 처리약제를 고농도로 처리하여 건조에 의한 수축변형을 방지하는 처리방법의 검토가 필요하다고 생각된다.
이상의 연구 결과에서 해양천공충의 식흔 흔적이 발견되지 않고 연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태만 발견되어 평택희곡리 토탄지역 형성 당시인 5700-5900여년전이 후빙기의 온난화에 의한 홀로세 기후최적기 기간 중이기 때문에 서해안 해수면 상승에 의해 해수에 침수되었을 것이라는 가설은 사실이 아닌 것으로 해석되었다. 연부후균과 박테리아에 의한 분해 형태로 침수가 담수에 의한 것인지 아니면 해수에서 의한 것인지 알아내는 것은 매우 어렵기 때문에 향후 심도있는 추가 연구가 필요하다. 또한 본 연구에서 제시된 것처럼 수침고목재는 매장 환경, 수종 그리고 세포의 종류 등에 따라 분해형태가 각기 다르다, 따라서 부후가 많이 된 수침고목재의 보존처리를 위해서는 고분자량의 처리약제를 고농도로 처리하여 건조에 의한 수축변형을 방지하는 처리방법의 검토가 필요하다고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
목재의 부후는 무엇에 의해 일어나는가?
목재는 자연 상태에서 부후균과 다양한 미생물에 의해 부후가 일어난다1. 목재 부후는 부후균이 분비하는 효소 등의 작용에 의해 목재 세포벽 구성성분이 분해되고 세포를 기본단위로서 구성하고 있는 목재 조직의 구조가 붕괴 되는 현상이다2-3.
목재 부후는 어떤 현상인가?
목재는 자연 상태에서 부후균과 다양한 미생물에 의해 부후가 일어난다1. 목재 부후는 부후균이 분비하는 효소 등의 작용에 의해 목재 세포벽 구성성분이 분해되고 세포를 기본단위로서 구성하고 있는 목재 조직의 구조가 붕괴 되는 현상이다2-3. 매몰된 목재는 환경조건이 적합하면 쉽게 분해될 수 있고 부후 정도는 수종에 따라 다르며 동일 수종 내에서도 구성세포의 종류에 따라 각기 다른 분해형태를 나타내며 각기 다른 부후기작에 의해 분해된다4-5.
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