속새속

1. 개요

속새속(Equisetum)은 말의 꼬리를 닮은 모습에서 유래된 이름으로, 전 세계에 분포하는 다년생 식물 속이다. 잎은 매우 축소되어 있으며, 줄기는 녹색으로 광합성을 하며, 포자를 통해 번식한다. 속새속은 두 아속, 즉 속새아속과 쇠뜨기아속으로 나뉘며, 일부 종은 잡종을 형성하기도 한다. 초기 쥐라기부터 존재했던 것으로 추정되며, 현재는 세 개의 계통군으로 분류된다. 속새는 식용, 약용으로 사용되기도 하지만, 티아미나아제를 함유하여 과다 섭취 시 독성을 나타낼 수 있다.

2. 어원

'속새'라는 이름은 가지가 있는 종의 모습이 말의 꼬리와 비슷하게 생겼기 때문에 붙여졌다. 학명 Equisetum 역시 라틴어 equus^라틴어(말)와 seta^라틴어(털)를 합쳐 만든 이름이다.

영어권에서는 'horsetail'(말꼬리), 'marestail'(암말 꼬리), 'candock', 'puzzlegrass' 등 다양한 이름으로 불린다. 특히 가지가 없거나 드문 종은 줄기가 골풀처럼 생겼고, 규산염 성분이 많아 표면이 거칠기 때문에 'snake grass'(뱀 풀) 또는 'scouring-rush'(닦는 골풀)라고도 한다. 이 거친 줄기는 과거 주석과 같은 금속 식기를 닦는 데 유용하게 사용되었다. 거친 속새의 한 종류인 Equisetum hyemale은 일본에서 목공예품의 표면을 매끄럽게 다듬는 마지막 단계에서 사포처럼 사용되기도 하는데, 이를 위해 끓여서 말린 후 사용한다. 독일어로는 Zinnkraut^독일어(주석 풀)라고 부르며, 스페인어권에서는 cola de caballo^스페인어(말꼬리)라고 한다.

3. 형태

속새속 식물의 잎은 매우 작고 비늘 모양으로 축소되어 있으며, 대개 광합성을 하지 않는다. 잎에는 가지가 없는 단일 관다발의 흔적이 있는데, 이는 전통적으로 소엽의 특징으로 여겨져 왔다. 그러나 최근 연구에서는 속새의 소엽이 석송류와 같은 조상 형질이라기보다는, 거대엽이 축소되어 진화한 적응일 가능성이 높다고 본다.

잎은 마디에서 돌려나기 방식으로 배열되며, 서로 합쳐져 잎집을 형성한다. 줄기는 보통 녹색을 띠고 광합성을 수행하며, 속이 비어 있고 마디와 세로 능선(보통 6~40개, 종에 따라 3개인 경우도 있음)이 있는 독특한 구조를 가진다. 마디에서 가지가 돌려나기도 하는데, 특이하게도 가지는 잎 바로 아래의 마디에서, 잎 기부 사이의 눈(싹)에서 자라난다.

--
--
--
포자는 줄기 끝에 달리는 솔방울 모양의 구조인 스트로빌루스(포자낭이삭)의 포자낭경 아래에서 만들어진다. 많은 종에서 스트로빌루스는 가지가 없으며, 밭속새(Equisetum arvense)처럼 광합성을 하지 않고 이른 봄에 생성되는 경우도 있다. 반면 물속새(Equisetum palustre)와 같은 일부 종의 스트로빌루스는 영양 줄기와 매우 유사하여 광합성을 하고 잎차례를 가진다.

속새류는 대부분 동일한 형태의 포자를 만들지만(동형포자성), 밭속새의 경우 크기가 다른 포자를 만들어 작은 포자가 수컷 전엽체를 생성하기도 한다. 포자에는 습도 변화에 민감하게 반응하여 움직이는 4개의 탄사(elater)가 붙어 있다. 이 탄사는 포자낭이 터져 포자를 방출할 때 마치 스프링처럼 작용하여 포자가 기어가거나 튀어 오르는 듯한 움직임을 통해 퍼져나가는 것을 돕는다. 포자는 광합성을 하며 보통 최대 2주 정도 생존할 수 있지만, 습한 조건에서는 즉시 발아하여 배우체로 발달한다.

3.1. 세포벽

조사된 모든 속새속(Equisetum) 종의 조세포 추출물은 혼합 결합 글루칸:자일로글루칸 엔도트랜스글루코실라제(MXE) 활성을 가지고 있다. 이는 다른 식물에서는 발견되지 않은 새로운 효소로 알려져 있다. 또한, 조사된 모든 Equisetum 종의 세포벽에는 다당류의 일종인 혼합 결합 글루칸(MLG)이 포함되어 있는데, 이는 최근까지 벼목(Poales) 식물에만 존재하는 것으로 여겨졌다. 속새속과 벼목 사이의 진화적 거리를 고려할 때, 각 분류군이 MLG를 독립적으로 진화시켰을 가능성이 높다. 속새속에서 MXE 활성이 존재한다는 것은 이들이 MLG와 함께 세포벽 변형 메커니즘의 일부를 진화시켰음을 시사한다. Equisetum이 아닌 다른 육상 식물에서는 MXE 활성이 감지되지 않았다. XET 활성과 세포 연령 사이에 음의 상관관계가 관찰됨에 따라, XET가 세포가 확장되는 동안 세포벽을 조절하며 느슨하게 만드는 과정에서 엔도트랜스글리코실화를 촉매한다는 주장이 제기되었다. 벼목 식물에는 MXE가 없다는 사실은 MXE가 아직 알려지지 않은 다른 역할을 수행할 가능성을 시사한다. MXE 활성과 세포 연령 간의 상관관계를 바탕으로, MXE가 세포 확장의 중단을 촉진할 수 있다는 가설이 제기되었다.

4. 하위 분류

현재 Plants of the World Online에 따르면 18종의 속새속(Equisetum)이 인정된다. 현존하는 종들은 크게 3개의 뚜렷한 계통으로 나뉘며, 일반적으로 아속으로 취급된다. 주요 아속으로는 속새아속(Equisetum)과 쇠뜨기아속(Hippochaete)이 있다. 기준 아속의 이름인 Equisetum은 라틴어로 "말의 털"을 의미하며, 다른 대형 아속인 Hippochaete는 고대 그리스어로 "말의 털"을 의미한다.

일부 학자들은 안데스 속새(Equisetum bogotense)를 별도의 계통으로 분류하기도 하는데, 이는 해당 종이 속새속의 나머지 모든 종과 자매 관계를 형성하는 것으로 보이기 때문이다.

잡종은 흔하게 발견되지만, 같은 아속의 구성원 사이에서만 발생하는 것으로 기록되었다.

상업적으로 Equisetum japonicum(얼룩말 속새)과 Equisetum camtschatcense(캄차카 속새)라는 이름으로 판매되는 두 종류의 속새속 식물이 있는데, 이들은 모두 E. hyemale var. hyemale의 일종이지만 때로는 별도의 변종으로 취급되기도 한다.

4.1. 속새아속 (Subg. ''Equisetum'')

기준 아속인 Equisetum은 라틴어로 "말의 털"을 의미한다. 이 아속에 속하는 종들은 다음과 같다.

* 개쇠뜨기 (E. palustre L.): 늪 쇠뜨기. 환북극권(circumboreal) 온대 지역에 분포한다.
* 능수쇠뜨기 (솔속새) (E. sylvaticum L.): 숲 쇠뜨기. 환북극권(circumboreal) 서늘한 온대 지역에 분포하며, 동아시아에서는 분포가 더 제한적이다.
* 물속새 (개물쇠뜨기) (E. fluviatile L.): 물 쇠뜨기. 환북극권(circumboreal) 온대 지역에 분포한다.
* E. fluviatile f. linnaenum (Döll) M.Broun
* 물쇠뜨기 (묏속새) (E. pratense Ehrh.): 그늘 쇠뜨기, 초원 쇠뜨기. 툰드라를 제외한 환북극권(circumboreal) 서늘한 온대 지역에 분포한다.
* 쇠뜨기 (북쇠뜨기) (E. arvense L.): 밭 쇠뜨기. 환북극권(circumboreal) 온대 지역에 분포한다.
* Equisetum bogotense Kunth: 안데스 속새. 고지대 남아메리카에서 코스타리카까지 분포한다. 때때로 별도의 종으로 취급되는 E. rinihuense를 포함한다. 이전에는 아속 Equisetum에 포함되었으나, Christenhusz 외 (2019)는 E. bogotense가 속의 나머지 모든 종과 자매 관계인 것으로 보여 별도 계통으로 분류하기도 한다.
* Equisetum braunii Milde: 북부 거대 쇠뜨기. 북아메리카 서해안에 분포한다. 이전에는 E. telmateia subsp. braunii (Milde) Hauke로 분류되었으나 현재는 별도의 종으로 취급된다.
* E. californicum (Milde) G.N.Jones
* Equisetum diffusum D.Don: 히말라야 쇠뜨기. 히말라야 산맥 인도와 중국 및 인접 국가의 해발 약 450m 이상 지역에 분포한다.
* E. × ferrissii Clute (잡종)
* E. × haukeanum Mickel & A.R.Sm. (잡종)
* E. × litorale Kühlew. ex Rupr. (잡종)
* E. robustum A.Braun ex Engelm.
* Equisetum telmateia Ehrh.: 거대 쇠뜨기. 유럽에서 소아시아, 북아프리카까지 분포한다. 북미 아종은 현재 별도의 종인 E. braunii Milde로 취급된다.
* E. trachyodon (A.Braun) W.D.J.Koch

잡종은 같은 아속 내에서만 발생하는 것으로 알려져 있다.

4.2. 쇠뜨기아속 (Subg. ''Hippochaete'')

속새아속(Hippochaete)은 줄기에 가지가 거의 없거나 적게 나는 것이 특징이다. 아속명 Hippochaete는 고대 그리스어로 "말의 털"을 의미한다. 같은 아속에 속하는 종들 사이에서는 잡종이 흔하게 발견된다.

--

아래는 속새아속에 속하는 주요 종들이다.

* 개속새 E. ramosissimum Desf. – 갈라진 속새; 아시아, 유럽, 아프리카, 남서 태평양 제도 분포. Equisetum debile 포함.
E. ramosissimum subsp. debile (Roxb. ex Vaucher) Hauke
* 속새 E. hyemale L. – 거친 속새; 열대 지역을 제외한 구대륙 대부분 지역 분포. 북미 아종 Equisetum hyemale subsp. affine은 현재 별도 종 Equisetum praealtum Raf.로 취급된다. 상업적으로 판매되는 Equisetum japonicum(얼룩말 속새)과 Equisetum camtschatcense(캄차카 속새)는 이 종의 변종이다.
E. hyemale var. affine (Engelm.) A.A.Eaton
E. hyemale var. elatum (Engelm.) C.V.Morton
* 좀속새 E. scirpoides Michx. – 왜성 속새, 왜성 쇠뜨기; 전 세계 북부(서늘한 온대) 지역 분포.
* E. californicum (Milde) G.N.Jones
* Equisetum giganteum L. – 남부 거대 속새; 온대에서 열대 남아메리카 및 중앙 아메리카, 멕시코 남부까지 분포.
* E. × haukeanum Mickel & A.R.Sm.
* Equisetum laevigatum A.Braun – 매끄러운 속새, 매끄러운 쇠뜨기; 북아메리카 서부 3/4 지역과 멕시코 북서부 지역까지 분포. 때로는 Equisetum kansanum으로도 알려짐.
E. laevigatum f. scabrellum (Engelm.) M.Broun
* E. × mackaii (Newman) Brichan
* E. × moorei Newman
* Equisetum myriochaetum Schltdl. & Cham. – 멕시코 거대 속새; 멕시코 중부에서 페루 남부까지 분포.
* E. × nelsonii (A.A.Eaton) J.H.Schaffn.
* Equisetum praealtum Raf. – 쇠뜨기 속새; 온대 북아메리카 분포. 동의어 E. hyemale subsp. affine (Engelm.) A.A.Eat.
* E. robustum A.Braun ex Engelm.
* E. × schaffneri Milde
* E. trachyodon (A.Braun) W.D.J.Koch
* Equisetum variegatum Schleich. ex F.Weber & D.Mohr – 얼룩 속새, 얼룩 쇠뜨기; 전 세계 북부(서늘한 온대) 지역 분포, 아시아 최북동부 제외.
** E. variegatum subsp. alaskanum (A.A.Eaton) Hultén
* Equisetum xylochaetum Mett. – 아타카마 사막 거대 속새; 페루 남부, 칠레 북부 분포.

4.3. 잡종

--
속새속 내에서는 같은 아속에 속하는 종들 사이에 잡종이 형성되기도 한다. 알려진 잡종은 다음과 같다.

* Equisetum × bowmanii C.N.Page (Equisetum sylvaticum × Equisetum telmateia)
* Equisetum × dycei C.N.Page (Equisetum fluviatile × Equisetum palustre)
* Equisetum × font-queri Rothm. (Equisetum palustre × Equisetum telmateia)
* Equisetum × litorale Kühlew ex Rupr. (Equisetum arvense × Equisetum fluviatile)
* Equisetum × mchaffieae C.N.Page (Equisetum fluviatile × Equisetum pratense)
* Equisetum × mildeanum Rothm. (Equisetum pratense × Equisetum sylvaticum)
* Equisetum × robertsii Dines (Equisetum arvense × Equisetum telmateia)
* Equisetum × rothmaleri C.N.Page (Equisetum arvense × Equisetum palustre)
* Equisetum × willmotii C.N.Page (Equisetum fluviatile × Equisetum telmateia)
* Equisetum × ferrissii 클루트 (Equisetum hyemale × Equisetum laevigatum)
* Equisetum × moorei 뉴먼 (Equisetum hyemale × Equisetum ramosissimum)
* Equisetum × nelsonii (A.A.이튼) Schaffn. (Equisetum laevigatum × Equisetum variegatum)
* Equisetum × schaffneri Milde (Equisetum giganteum × Equisetum myriochaetum)
* Equisetum × trachyodon (A.Braun) W.D.J.Koch (Equisetum hyemale × Equisetum variegatum)

5. 계통 및 진화

현대 속새속 식물인 속새(Equisetum)의 가장 오래된 화석 유해는 초기 쥐라기에 처음 나타난다. 대표적인 예로는 파타고니아 초기 쥐라기에서 발견된 `Equisetum dimorphum`과 호주 초기-중기 쥐라기에서 발견된 `Equisetum laterale`이 있다. 규화된 `Equisetum thermale`의 유해는 아르헨티나 후기 쥐라기에서 발견되었으며, 이 속의 현대 종들이 가지는 모든 형태학적 특징을 보여준다.

`Equisetum bogotense`와 다른 모든 현존하는 `Equisetum` 종들 사이의 분기는 늦어도 초기 쥐라기 이전에 발생한 것으로 추정된다.

분자계통학적 연구에 따르면, 속새속은 크게 세 개의 주요 계통군으로 나뉜다. Christenhusz 등(2019)의 연구에 따르면, 안데스 지역과 코스타리카 등지에 분포하는 보고타속새(`E. bogotense`)는 이전에 속새아속(Equisetum)에 포함되었으나, 실제로는 속새속 내 다른 모든 종들과 자매 관계를 이루는 별도의 초기 분기 그룹으로 보인다. 이 그룹은 때때로 Paramochaete 아속으로 분류되기도 한다. 나머지 속새속 식물들은 크게 두 아속, 즉 속새아속(Equisetum)과 쇠뜨기아속(Hippochaete)으로 나뉜다. 속새아속(Equisetum)에는 쇠뜨기(`E. arvense`), 물속새(`E. fluviatile`), 거인속새(`E. telmateia`) 등이 포함되며, 쇠뜨기아속(Hippochaete)에는 겨울속새(`E. hyemale`), 개속새(`E. ramosissimum`), 얼룩속새(`E. variegatum`) 등이 포함된다. Nitta 등(2022)의 연구 결과도 유사한 계통 관계를 보여준다.

속새속의 일부 멸종된 종들은 다음과 같다.

6. 분포 및 생태

속새속(Equisetum)은 남극, 오스트레일리아, 뉴질랜드, 태평양의 섬들을 제외하고 거의 전 세계에 걸쳐 분포하지만, 주로 열대 지역보다는 북반구에 집중되어 있다. 북유럽에서는 E. arvense, E. fluviatile, E. hyemale, E. palustre, E. pratense, E. ramosissimum, E. scirpoides, E. sylvaticum, E. telmateia, E. variegatum 등 10종이 발견될 정도로 흔하다. 영국에는 이 중 E. scirpoides를 제외한 9종이 서식한다. 북아메리카 북부(캐나다와 미국 최북단)에도 E. arvense, E. fluviatile, E. laevigatum, E. palustre, E. praealtum, E. pratense, E. scirpoides, E. sylvaticum, E. variegatum 등 9종이 분포한다. 전체 18종 중 적도 이남에서 자생하는 종은 E. bogotense, E. giganteum, E. myriochaetum, E. ramosissimum, E. xylochaetum 단 5종뿐이다.

속새속 식물은 다년생 식물이며, 대부분의 온대 지역 종은 겨울에 지상부가 마르는 초본 식물이지만, 대부분의 열대 종과 일부 온대 종(E. hyemale(거친 속새), E. ramosissimum(가지 속새), E. scirpoides(왜성 속새), E. variegatum(얼룩 속새))은 상록이다. 이들은 일반적으로 키가 20cm에서 1.5m까지 자라지만, 아열대 지역의 "거대 속새"인 E. giganteum(유럽 남부 거대 속새)은 5m, E. myriochaetum(멕시코 거대 속새)은 8m까지 자라며, 때로는 이보다 더 크게 자란다는 기록도 있다.

물속새(Equisetum fluviatile)는 물에 뿌리를 내리고 공기 중으로 싹을 틔우는 부상 수생 식물이다. 속새속 식물의 줄기는 땅속 깊이 뻗어 있는 뿌리줄기에서 자라는데, 이 뿌리줄기는 파내기 어렵다. 특히 밭 속새(Equisetum arvense)는 뽑아내도 뿌리줄기에서 쉽게 다시 자라기 때문에 성가신 잡초로 취급받는다. 이 종은 정자식물을 대상으로 하는 많은 제초제에 잘 죽지 않는다. 줄기 표면의 왁스 층은 글리포세이트와 같은 접촉성 제초제에 대한 저항력을 높인다. 밭 속새는 산성 토양을 선호하는 경향이 있어, 농업용 석회를 사용하여 토양 pH를 7 또는 8로 조절하는 것이 제초에 도움이 될 수 있다. 이 속의 식물들은 오스트레일리아와 미국 오리건 주에서 유해 잡초로 지정되었다.

뉴질랜드에서는 모든 Equisetum 종이 "원치 않는 유기체"로 분류되어 국가 해충 식물 협약 목록에 포함되어 있다.

7. 이용

사람들은 예로부터 속새를 섭취해 왔다. 일부 종의 생식 줄기에는 포자낭이 달려 있는데, 이를 요리하여 아스파라거스처럼 먹을 수 있다(일본에서는 土筆^일본어라고 불린다). 캐스케이디아 지역의 원주민들은 다양한 방식으로 속새를 섭취하고 사용하며, 스쿼미시족은 이를 sx̱ém'x̱em이라고 부르고 루슛시드족은 삼목 뿌리 바구니에 gʷəɫik 또는 속새 뿌리를 사용한다. 어린 식물은 익혀 먹거나 생으로 먹지만, 상당한 주의가 필요하다.

장기간 섭취하면 일부 속새 종은 말을 포함한 초식 동물에게 독이 될 수 있다. 이 독성은 티아미나아제 때문인 것으로 보이는데, 이는 티아민(비타민 B1) 결핍을 유발할 수 있다.

속새 종은 초식 공룡의 흔한 먹이였을 수 있다. 속새가 영양학적으로 품질이 높다는 연구 결과에 따라 속새는 초식 공룡의 식단에서 중요한 구성 요소였을 것으로 추정된다. 하드로사우루스 이빨의 긁힌 자국 분석은 속새와 같은 단단한 식물을 섭취했음을 시사한다.

8. 독성

일부 속새 종은 장기간 섭취 시 말을 포함한 초식 동물에게 독성을 나타낼 수 있다. 이 독성은 속새에 함유된 티아미나아제 때문으로 추정되며, 이 효소는 비타민 B인 티아민(비타민 B1)을 분해하여 티아민 결핍을 유발할 수 있다. 만성적으로 섭취할 경우 티아민 결핍과 관련된 간 손상으로 이어질 수 있다.

또한 속새는 이뇨 작용을 일으킬 수 있으며, 경구 섭취에 대한 안전성이 충분히 평가되지 않았다. 특히 어린이와 임산부에게 독성을 나타낼 수 있어 섭취에 주의가 필요하다.