식충식물
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1. 개요
식충식물은 곤충을 잡아 영양분을 얻는 식물로, 생존을 위해 다양한 포획 방식을 진화시켜 왔다. 포획형, 포충낭형, 끈끈이형, 함정문형, 유도형 등 5가지 방식으로 분류되며, 각 방식에 따라 잎이나 기관의 형태가 특수하게 변형되었다. 식충식물은 양분이 부족한 환경에서 주로 서식하며, 잎의 광합성과 식충 활동을 통해 생존에 필요한 에너지를 얻는다. 식충 활동은 토양의 질소, 인, 칼륨 등 필수 원소 결핍을 보충하여 생장과 번식을 가능하게 한다. 찰스 다윈의 연구를 통해 식충성이 수렴 진화의 결과임이 밝혀졌으며, 2017년 유전자 검사를 통해 식충식물이 기존 유전자를 재사용하여 진화했음이 밝혀졌다. 식충식물은 관상용으로 재배되기도 하지만, 서식지 파괴, 남획 등으로 인해 멸종 위기에 처한 종도 많아 보존 노력이 필요하다.
식충식물은 생존을 위해 저마다 다양한 방식의 포충기(捕蟲器, 벌레를 유인해서 잡는 기관)를 진화시켜 왔다. 포충기 내부에는 분비샘 조직이 발달해 있어 단백질, 핵산 등을 분해하는 소화 효소와 산 등을 분비한다.
식충식물(食虫植物)은 속씨식물문에 속하는 고등식물 중 식충 습성을 획득한 다양한 분류군을 통칭하는 생태학적 용어이다.[96][97] 과거에는 육식 곰팡이나 일부 선태식물도 포함되었으나, 현재는 속씨식물에 한정하여 사용한다.[97] 현존하는 식충식물은 12과 19속 600종 이상으로 추정되며[98], 특히 통발속, 끈끈이주걱속, 벌레잡이통풀속, 벌레잡이풀속에 많은 종이 속해 있다.
2. 포충 방식
식물이 육식성으로 간주되기 위해서는 일반적으로 다음 다섯 가지 특성을 만족해야 한다:[16]
# 덫으로 먹이를 잡는다
# 잡힌 먹이를 죽인다
# 잡힌 먹이를 소화시킨다
# 죽고 소화된 먹이로부터 영양분을 흡수한다
# 흡수한 영양분을 성장과 발달에 사용한다.
이 외에도 먹이를 유인하고 붙잡아두는 특징이 있을 수 있다.[16]
식충식물의 포충 방식, 즉 포충기작은 크게 다섯 가지 기본 메커니즘으로 나눌 수 있다.
# '''포충낭형''' (함정 트랩, Pitfall trapeng): 변형된 잎이 주머니 모양을 이루고 그 안에 소화 효소나 세균이 있는 액체를 담아 먹이를 빠뜨려 잡는 방식이다. (벌레잡이통풀, 사라세니아과 식물 등)
# '''끈끈이형''' (끈끈이 트랩, Flypaper trapeng): 잎이나 줄기에서 분비되는 끈적한 점액질을 이용하여 먹이를 붙잡는 방식이다. (끈끈이주걱, 끈끈이귀개 등)
# '''포획형''' (덫 트랩 또는 스냅 트랩, Snap trapeng): 먹이가 특정 부위를 건드리면 잎을 빠르게 움직여 닫아 먹이를 잡는 방식이다. (파리지옥, 물수세미 등)
# '''함정문형''' (주머니 트랩, Bladder trapeng): 주머니 내부의 진공을 이용하여 작은 먹이를 순간적으로 빨아들여 잡는 방식이다. (통발)
# '''유도형''' (랍스터 팟 트랩, Lobster-pot trapeng): 먹이가 들어오기는 쉽지만 나가기는 어려운 미로 같은 구조와 안쪽으로 향한 털을 이용하여 먹이를 소화 기관으로 유도하는 방식이다. (제니세아)
이러한 포충 방식은 먹이를 잡을 때 식물체의 움직임이 동반되는지 여부에 따라 능동적 또는 수동적으로 구분할 수도 있다. 예를 들어, 끈끈이주걱의 끈끈이형 트랩이나 파리지옥의 포획형 트랩은 먹이에 반응하여 잎이나 촉수가 움직이는 능동적인 방식인 반면, 벌레잡이통풀의 포충낭형 트랩이나 트리피오필룸의 끈끈이형 트랩은 별다른 움직임 없이 구조 자체로 먹이를 잡는 수동적인 방식이다.
2. 1. 포획형
포획형(捕獲形, snap trap영어)은 먹이가 가까이 왔을 때 잎을 빠르게 접어서 먹이를 잡는 방법이다. 포획형 덫을 가진 식충식물은 파리지옥(`''Dionaea muscipula''`)과 벌레잡이말(`''Aldrovanda vesiculosa''`) 두 종류뿐이다. 벌레잡이말은 물속에서 수서 무척추 동물을 잡고, 파리지옥은 육상에서 주로 파리나 거미를 잡는다. 이들은 공통 조상에서 유래된 것으로 보이며, 함정 구조도 매우 비슷하다. 하나의 함정은 하나의 잎이 변형된 것으로, 둥글고 가장자리에 가시가 나 있다. 가운데 주맥(主脈)을 중심으로 잎의 양쪽이 조개처럼 오므라들어 닫힌다.
파리지옥의 경우, 함정 안쪽에는 예민한 감각털이 잎 양쪽에 3개씩 있다. 이 감각털을 건드리면 벌어져 있던 잎이 닫힌다. 감각털에 자극이 주어지면 감각털 아래쪽 세포막의 이온채널이 열려 칼륨 이온이 세포 밖으로 이동한다. 이로 인해 세포 안팎의 칼륨 이온 농도 변화로 전위차가 발생하며, 일정 수준 이상의 전위차(활동전위)가 생기면 주맥의 세포가 길게 늘어나 잎이 닫히게 된다(활동전위설). 또는, 칼륨 이온이 주맥 쪽으로 이동하면서 주변 세포의 물이 삼투압에 의해 주맥 세포로 유입되어 세포가 늘어나 덫이 닫힌다고도 설명한다(삼투압설).
이 모든 과정은 1초 이내에 이루어진다. 함정이 닫히려면 1.5초에서 30초 사이에 두 번의 자극이 필요하다(방향성이 없는 경촉성, thigmonasty영어). 덫에 걸린 곤충이 저항하면, 파리지옥은 이를 감지하여 잎의 내부 표면을 부풀려 곤충을 더 압박한다(방향성이 있는 굴촉성, thigmotropism영어).
만약 잎이 닫힌 직후 감각털에 추가 자극이 없거나 먹잇감이 없으면, 몇 시간에서 이틀 뒤에 잎은 다시 열린다. 이는 빗방울이나 바람에 날려 온 모래 등으로 인해 불필요하게 에너지를 소모하는 것을 막기 위함이다. 잎은 처음에는 곤충이 도망가지 못할 정도로만 살짝 닫혔다가, 감각기관에서 단백질을 감지하면 완전히 꽉 닫는다. 꽉 닫힌 잎 내부는 동물의 위장처럼 변해 소화액을 분비하며, 먹이를 1~2주 동안 소화한다. 잎은 여러 번 재사용될 수 있으나, 최대 3~4번 정도 사용하면 자극에 대한 반응이 느려진다.
2. 2. 포충낭형
포충낭형은 함정 트랩(벌레잡이통풀)이라고도 불리며, 변형된 잎이 주머니 모양(포충낭)을 이루고 그 안에 소화 효소나 세균이 있는 액체를 담아 먹이를 가두는 방식이다. 이 방식은 움직임 없이 먹이를 잡는 수동적인 함정이다. 포충낭은 최소 6번 이상 독립적으로 진화한 것으로 여겨지며[10], 이는 수렴 진화의 대표적인 예이다.
포충낭형 식물은 주로 다음과 같은 과에서 발견된다.
유인 및 포획 방식포충낭 입구 가장자리(구순)에서 분비되는 꿀이나 주머니 내부의 밝은 꽃 같은 안토시아닌 무늬로 먹이를 유인한다. 대부분의 포충낭 안쪽 벽에는 왁스 조각이 덮여 있어, 먹이가 미끄러져 주머니 속 액체에 빠지기 쉽게 되어 있다.[19][20]
소화 방식주머니 속 액체에 포함된 소화 효소나 공생하는 상호주의 종(주로 세균)이 먹이를 분해하여 식물이 흡수할 수 있는 형태로 만든다.[19][20] 주머니 안에 고인 물은 식물수체라고 불리며, 다른 작은 동식물의 서식지가 되기도 한다.
주요 속과 특징
2. 3. 끈끈이형
끈끈이형은 식충식물이 먹이를 잡는 방식 중 하나로, 잎이나 줄기 등에서 분비되는 끈적한 점액질을 이용하여 벌레를 붙잡는다.[25] 잎이나 줄기에 있는 점액선에서 나온 점액에 벌레가 달라붙으면 벗어나기 어렵게 된다.
끈끈이형 트랩은 먹이가 붙었을 때 식물체의 움직임 유무에 따라 능동적인 것과 수동적인 것으로 나눌 수 있다.
일부 식물 중에는 잎이나 줄기에 점액선을 가진 경우가 있지만(모치쓰쓰지 등), 잡은 벌레를 스스로 소화하고 흡수하는 기능이 없다면 일반적으로 식충식물로 분류하지 않는다.
2. 4. 함정문형
주머니 덫이라고도 불리며, 내부 진공을 생성하는 주머니를 이용해 먹이를 빨아들이는 방식이다. 이 방식은 통발속(통발) 식물에서만 발견된다.
주머니(소포)는 내부에서 이온을 밖으로 퍼내는데, 삼투 현상에 의해 물이 이온을 따라 밖으로 이동하면서 주머니 내부에 부분적인 진공 상태가 만들어진다. 주머니 입구에는 경첩처럼 여닫히는 작은 문이 달려 있다. 물속에 사는 통발 종류의 경우, 이 문에는 한 쌍의 긴 털이 붙어 있다. 물벼룩과 같은 작은 무척추동물이 물속을 헤엄치다가 이 털을 건드리면, 지레와 같은 원리로 문이 순간적으로 열리면서 진공 상태가 풀린다. 이때 발생하는 흡입력으로 먹이는 물과 함께 주머니 속으로 빨려 들어가 갇히게 되고, 이후 내부에서 분비되는 소화액에 의해 소화된다.
많은 종류의 통발속 식물(예: ''U. sandersonii'')은 육상 식물로, 물기가 많은 축축한 토양에서 자란다. 이들의 포획 메커니즘은 수생종과 약간 다른 방식으로 작동한다. 통발속 식물은 뿌리가 없는 대신, 육상종의 경우 뿌리와 비슷한 역할을 하는 고정 줄기를 가지고 있다. 온대 지역의 수생 통발은 일반적으로 겨울 동안 동아(冬芽, 겨울눈) 형태로 월동하며, 일부 종(''U. macrorhiza'')은 주변 환경의 영양분 상태에 따라 주머니의 수를 조절하는 것으로 알려져 있다.[21]
한편, 겐리시아 속에서 발견되는 유도형 포충 방식 또한 함정문형처럼 내부 진공을 이용하여 먹이를 이동시키는 것으로 추정되며, 이 때문에 겐리시아속과 통발속이 진화적으로 서로 연관되어 있을 가능성이 제기된다.
2. 5. 유도형
유도형 트랩은 랍스터 팟 트랩(lobster-pot trap) 또는 뱀장어 덫(eel trap)이라고도 불린다. 이 방식은 먹이가 쉽게 들어갈 수는 있지만, 안쪽으로 향하는 털 때문에 출구를 찾기 어렵거나 막혀 있는 구조를 이용하여 먹이를 소화 기관으로 유도하는 방식이다.
이러한 포획 메커니즘은 코르크 나사 식물(corkscrew plants)이라고도 불리는 제니세아속(''Genlisea'')에서 대표적으로 나타난다. 제니세아속 식물들은 주로 수생 원생동물을 포획하는 데 특화되어 있다. 이 식물의 'Y'자 모양으로 변형된 잎은 먹이가 들어갈 수는 있지만 나갈 수는 없는 구조이다. 잎 안쪽으로 향하는 털들은 먹이가 특정 방향, 즉 소화 기관이 있는 아래쪽 팔 방향으로만 이동하도록 유도한다. 먹이는 'Y'의 위쪽 두 팔을 감싸는 나선형 입구를 통해 들어간 뒤, 아래쪽 팔에 있는 소화 기관으로 이동하여 결국 소화된다. 먹이가 이동하는 과정은 벌레잡이통풀의 진공 방식과 유사하게 물의 흐름에 의해 촉진될 수도 있다고 여겨지며, 이는 두 식물군 사이에 진화적 관련성이 있을 가능성을 시사한다.
제니세아속 외에도, ''사라세니아 시타시나''(''Sarracenia psittacina''), ''캘리포니아 외투벌레''(''Darlingtonia californica''), 그리고 일부 원예가들에 의해 ''네펜테스 아리스토로키오이데스''(''Nepenthes aristolochioides'')에서도 랍스터 팟 트랩과 유사한 특징이 관찰된다고 알려져 있다.
3. 분류
식충식물은 대부분 습한 황무지나 습원과 같이 토양 내 질소, 인, 미네랄 등 영양소가 부족한 환경에 자생하며, 전 세계적으로 분포한다.[96] 이들은 광합성을 통해 스스로 영양분을 만드는 독립 영양 생물이면서도, 잎 등을 변형시켜 곤충과 같은 작은 동물을 포획하여 영양분을 보충하는 독특한 생활 방식을 가지고 있다.[96] 이러한 '식충 습성'은 먹이를 유인하고, 포획하며, 소화시켜 영양분을 흡수하는 일련의 과정을 포함한다.[96] 하지만 모든 식충식물이 이 과정을 완벽하게 수행하는 것은 아니며, 예를 들어 벌레잡이풀과 식물 중 일부는 소화액 분비 기관이 없어 미생물이 분해한 영양분을 흡수하기도 한다.[96] 식충식물은 벌레를 잡지 못해도 생존할 수 있지만, 오랫동안 먹이를 포획하지 못하면 포획한 개체에 비해 크기, 색깔, 번식 능력 등이 떨어지는 경향이 있다.
식충식물의 분류에는 여러 체계가 사용되어 왔으며, 전통적인 엥글러 분류 체계와 현대적인 APG 분류 체계 등이 있다. 이들 분류 체계에 따르면 식충식물은 속씨식물문 내의 여러 목(目)과 과(科)에 걸쳐 다양하게 나타난다.
일부 식물은 식충식물이거나 식충식물로 진화하는 과정에 있는 것으로 추정되기도 한다. 예를 들어 냉이나, 파인애플과 푸야속의 특정 종들(''Puya raimondii'', ''Puya chilensis'')의 가시가 동물을 잡기 위한 것이라는 설이 있다.
3. 1. 쌍떡잎식물강
엥글러 분류 체계에 따르면 속씨식물문은 쌍떡잎식물강(Dicotyledoneae)과 외떡잎식물강(Monocotyledoneae)으로 나뉜다. 식충식물 중 상당수가 쌍떡잎식물강에 속하며, 이들은 다시 크게 통꽃아강(Sympetalae)과 갈래꽃아강(Archichalamydeae)으로 분류될 수 있다.
쌍떡잎식물강에 속하는 주요 식충식물 관련 목(目)은 엥글러 분류 체계 기준으로 다음과 같다.
각 아강 및 하위 분류군에 속하는 식충식물의 구체적인 종류와 특징은 해당 하위 섹션에서 자세히 다룬다.
3. 1. 1. 통꽃아강
엥글러 분류 체계에서 쌍떡잎식물강 아래에 위치하는 아강이다. 이 아강에 속하는 식충식물은 통화식물목 아래의 다음 과들이 포함된다.3. 1. 2. 갈래꽃아강
과거 엥글러(Engler) 분류 체계에서 쌍떡잎식물강 아래의 아강(亞綱)으로 분류되었던 '''갈래꽃아강'''(이판화아강, Archichalamydeae)에는 다수의 식충식물이 포함되어 있었다. 현재 널리 사용되는 APG 분류 체계에서는 갈래꽃아강이라는 분류군을 사용하지 않으며, 과거 여기에 속했던 식충식물들은 여러 다른 목(目)으로 재분류되었다.
과거 갈래꽃아강에 속했던 주요 식충식물 과(科)들과 현재 APG 분류 체계상의 위치는 다음과 같다.
| APG 분류 목 | 과 | 특징 요약 (원본 소스 기반) |
|---|---|---|
| 괭이밥목 | 벌레잡이통풀과 (Cephalotaceae) | 케팔로투스속 (Cephalotus) | 오스트레일리아 남서부 자생. 땅 가까이에 작은 단지 모양 포충엽으로 벌레를 떨어뜨려 소화 흡수. 꽃 모양이 괭이밥을 닮아 벌레잡이통풀이라는 이름이 붙었다. | ||
| 꿀풀목 | 벌레먹이풀과 (Byblidaceae) | 비블리스속 (Byblis) | 오스트레일리아 자생. 잎이나 줄기의 선모(腺毛)에서 점액을 내어 벌레를 잡고 소화 흡수한다. | ||
| 진달래목 | 파리지옥풀과 (Sarraceniaceae) | 사라세니아속 (Sarracenia), 달링토니아속 (Darlingtonia), 헬리암포라속 (Heliamphora) | 북아메리카 동부(사라세니아속), 미국 일부(달링토니아속), 남아메리카 기아나 고지(헬리암포라속) 자생. 잎이 원통형이며 안쪽의 물에 먹이를 유인하여 떨어뜨리고 소화 흡수한다. | ||
진달래목 | 로리둘라과 (Roridulaceae) | 로리둘라속 (Roridula) |  | ||
| 석죽목 | 벌레잡이통풀과 (Nepenthaceae) | 벌레잡이풀속 (Nepenthes) | -- 동남아시아부터 마다가스카르섬까지의 열대 우림에 자생하는 덩굴 식물. 잎 끝의 덩굴손에 주머니 모양의 포충엽(捕蟲葉)을 만든다. 냄새로 먹이를 유인하여 주머니 안의 액체에 빠뜨린 후, 소화 효소나 세균을 이용해 소화, 흡수한다. 일부 종은 40cm가 넘는 거대한 포충낭을 만들기도 한다. | ||
| 석죽목 | 디온코필룸과 (Dioncophyllaceae) | 트리피오필룸속 (Triphyophyllum) | 서아프리카 자생. 우기(雨期)에만 선모가 있는 잎을 내어 벌레를 잡고 소화 흡수한다. | ||
| 석죽목 | 끈끈이주걱과 (Drosophyllaceae) | Drosophyllum 속 | 이베리아 반도와 모로코에 자생하는 Drosophyllum lusitanicum 1종만 속한다. 잎의 선모에서 점액을 내어 벌레를 잡고 소화 흡수한다. | ||
| 석죽목 | 끈끈이주걱과 (Droseraceae) | 파리지옥속 (Dionaea), 끈끈이귀개속 (Drosera), 벌레잡이말속 (Aldrovanda) | 끈끈이귀개속은 전 세계적으로 분포하며 선모의 점액으로 벌레를 잡는다. 파리지옥속은 미국 동남부 해안 일부 지역에 자생하며, 벌레잡이말속은 유라시아, 아프리카, 오스트레일리아에 분포한다. 파리지옥과 벌레잡이말은 조개껍데기처럼 생긴 잎을 빠르게 닫아 먹이를 잡는다. |
3. 2. 외떡잎식물강
외떡잎식물강(Monocotyledoneae)에도 여러 식충식물이 속해 있다. APG II 분류 체계에 따르면 주로 벼목(Poales)과 부들목(Typhales)에서 식충식물이 발견된다.- '''벼목''' (Poales)
- 파인애플과 (Bromeliaceae): 이 과에는 식충식물로 알려진 세 종이 있다. 기아나 고지에 자생하는 브로키니아(''Brocchinia'') 속의 두 종(''Brocchinia reducta'', ''Brocchinia hechtioides'')과 미국 플로리다주부터 남아메리카에 걸쳐 자생하는 카토프시스(''Catopsis'') 속의 ''Catopsis berteroniana''가 해당된다.[24] 이들은 잎이 겹쳐져 만들어진 통 모양 구조에 물을 모으고, 그 안에 빠진 먹이로부터 영양분을 흡수한다.
''카토프시스 베르테로니아나''(''Catopsis berteroniana'')는 잎이 모여 형성된 구조에 물을 담아 먹이를 잡는다. - 골풀과 (Eriocaulaceae): 하위 섹션에서 설명한다.
- '''부들목''' (Typhales)
- 지채과 (Tofieldiaceae): 꽃고비속(Triantha)의 ''Triantha occidentalis''가 식충식물로 밝혀졌다. 이 식물의 줄기는 끈적끈적한 물질로 덮여 있으며, 소화 효소인 포스파타제를 분비하는 선모를 가지고 있다. 주로 작은 개미나 파리 등을 잡아먹으며, 꽃가루를 옮기는 벌과 같은 유용한 곤충은 피하는 것으로 보인다.
3. 2. 1. 닭의장풀목
골풀과(Eriocaulaceae)에서는 파에팔란투스 브로멜리오이데스(''Paepalanthus bromelioides'') 1종이 식충식물로 알려져 있다. 이 종은 남아메리카 대륙에 자생하며, 방사상으로 펼쳐진 잎의 뿌리 부분에 고인 물에 먹이를 빠뜨려 영양분을 흡수하는 방식으로 살아간다.4. 생태와 식충 활동의 의의
식충식물은 주로 습지처럼 질소, 인, 칼슘 등 생장에 필요한 영양소가 매우 부족하고 pH가 4~5 정도로 산성을 띠는 척박한 환경에 서식한다.[96][51] 이러한 환경은 물에 잠겨 있는 경우가 많아 식물에 독성을 나타낼 수 있는 암모늄 이온 농도가 높으며, 물에 잘 녹는 알칼리 이온이 씻겨나가 식물이 무기질을 제대로 흡수하기 어렵다. 하지만 따뜻하고 햇볕이 잘 들며 항상 습하고 물이끼 외에는 경쟁 식물이 적어, 다른 식물에게는 극한의 조건이지만 식충식물에게는 알맞은 서식 환경이 된다. 대부분 습지에 살지만, 준사막 기후에서 자라는 ''Drosophyllum lusitanicum''이나 석회암 절벽에 사는 ''Pinguicula valisneriifolia''처럼 예외적인 경우도 있다.[51] 이렇게 제한된 환경에 사는 것처럼 보이지만, 식충식물은 전 세계적으로 널리 분포한다.[96]
식충 활동은 토양에 부족한 질소, 인, 칼륨과 같은 필수 원소를 동물(주로 곤충)로부터 얻어 척박한 환경에서도 생장하고 번식할 수 있게 해주는 중요한 생존 전략이다.[52][53][54][96] 하지만 식물마다 동물 먹이에 대한 영양분 의존도는 다르다. 예를 들어, 피그미 끈끈이주걱은 질산염 환원 효소가 부족하여 토양의 질산염을 이용하지 못하므로 질소원을 전적으로 동물에게 의존한다.[55] 반면, 벌레잡이제비꽃(''Pinguicula vulgaris'')은 동물보다 토양에서 질소원을 더 잘 사용하며, 유럽 통발은 동물과 토양에서 얻는 질소원의 비율이 비슷한 것으로 보인다.[52]
식충식물도 식물이므로 잎으로 광합성을 하여 스스로 양분을 만든다. 광합성은 빛 에너지를 이용해 물과 이산화탄소로부터 당을 합성하는 과정이며, 세포 호흡을 통해 이 당을 분해하여 생명 활동에 필요한 에너지(ATP)를 얻는다.[56] 식물이 자라기 위해서는 호흡으로 소모하는 양보다 광합성으로 생산하는 양이 많아야 한다(순광합성량 > 0).
그러나 식충식물의 잎은 광합성뿐만 아니라 벌레를 잡는 덫(포충기) 역할도 하므로, 덫 구조로 변형되면서 광합성 효율이 떨어지는 경우가 많다. 예를 들어, 포충낭 형태의 잎은 수직으로 길게 늘어서 있어 햇빛을 받는 면적이 줄어든다.[57] 또한, 먹이를 유인하고 소화하기 위한 분비샘, 점액, 털, 소화 효소 등 광합성을 하지 않는 구조를 만들고 유지하는 데 추가적인 에너지가 소모되어 호흡량이 늘어나고, 결과적으로 순광합성량이 감소하는 비용이 발생한다.[57][56]
이러한 비용에도 불구하고 식충 활동을 하는 이유는, 먹이로부터 얻는 질소와 인이 광합성 효율을 높이는 데 결정적인 역할을 하기 때문이다. 특히 질소는 광합성의 핵심 효소인 RuBisCO를 비롯한 각종 단백질 합성에 필수적이다.[56] 따라서 식충 활동은 부족한 영양분을 보충하여 광합성을 더 활발하게 하기 위한 투자로 볼 수 있다.
식충식물은 환경 조건과 생애 주기에 따라 광합성과 식충 활동에 투자하는 에너지의 양을 조절한다.[56] 예를 들어, 파리지옥은 덫을 닫고 먹이를 소화하는 동안에는 잎이 접혀 광합성을 할 수 없지만, 덫을 열고 있을 때는 광합성을 한다. 반면, ''Triphyophyllum peltatum''과 같이 움직이지 않는 끈끈이 덫을 가진 종은 유년기에 광합성과 식충 활동을 동시에 수행할 수 있다.
식충 활동의 비용과 편익은 환경 조건에 따라 달라진다. 햇빛이 풍부하고 토양 양분이 극도로 부족한 환경에서는 식충 활동에 대한 투자를 늘릴수록 질소와 인 공급이 원활해져 총광합성량이 증가한다. 하지만 투자가 과도해지면 덫 유지에 드는 호흡량이 지나치게 늘어나고, 빛이나 이산화탄소 농도 등 다른 요인이 광합성을 제한하게 되어 결국 순광합성량이 감소하고 생장에 불리해진다. 따라서 순광합성량이 최대가 되는 최적의 투자 수준이 존재한다.[108][56] 반대로, 빛이 부족하거나 토양 양분이 충분한 환경에서는 식충 활동으로 얻는 이득이 줄어들거나 없어진다. 이런 조건에서는 식충 활동에 에너지를 투자하는 것이 오히려 손해이므로, 식물은 식충 활동을 줄이거나 중단하기도 한다. 예를 들어, 사라세니아 속 식물은 햇빛이 약한 겨울에는 벌레잡이 통 대신 광합성에 더 유리한 일반 잎 형태의 가엽(phyllode)을 만든다.[59]
이처럼 식충 활동은 특정 환경 조건, 즉 빛과 물은 풍부하지만 토양 영양분이 매우 부족한 곳에서만 유리한 적응 전략이다.[19][56] 이런 이유로 식충식물은 일반적으로 다른 식물과의 경쟁에 취약하며, 영양분이 풍부한 곳에서는 불필요한 덫 구조에 에너지를 낭비하기 때문에 잘 자라지 못한다.[59] 오직 다른 식물이 살기 어려운 척박한 환경에서만 식충 활동을 통해 생존 경쟁력을 확보하는 것이다.
식물이 육식성(carnivorous), 즉 식충 활동을 하는 것으로 간주되려면 일반적으로 다음과 같은 특성을 모두 가져야 한다:[16]
# 덫으로 먹이를 잡는다.
# 잡힌 먹이를 죽인다.
# 잡힌 먹이를 소화시킨다 (스스로 효소를 분비하거나 공생 미생물을 이용).
# 소화된 먹이로부터 영양분을 흡수한다.
# 흡수한 영양분을 이용하여 성장하고 발달한다.
이 외에도 먹이를 유인하거나 붙잡아두는 특징이 있을 수 있다.[16] 이러한 육식성은 속씨식물 내 여러 분류군에서 독립적으로 여러 번 수렴 진화한 것으로 밝혀졌다. 이는 서로 다른 계통의 식물들이 비슷한 환경 압력에 반응하여 유사한 기능(예: 소화 효소)과 형태를 발달시켰음을 의미한다.[43][50][12]
5. 진화
찰스 다윈은 16년간 식충식물을 연구하며 1875년 저서 ''식충식물''에서 식충성이 여러 식물 계통에서 독립적으로 발생한 수렴 진화의 결과라고 결론지었다. 그는 통발이나 벌레잡이통풀 같은 식충식물이 끈끈이주걱과와는 관련이 없다고 보았다.[5] 이 견해는 1세기 이상 논쟁의 대상이었으며, 1960년 레옹 크로이저는 식충성이 단계통군이며 모든 식충식물이 속씨식물의 기저에 위치한다고 주장하기도 했다.[24]
그러나 지난 30년간 이루어진 분자 연구는 다윈의 결론이 옳았음을 광범위하게 지지한다. 연구 결과에 따르면 식충성은 속씨식물 내에서 최소 6번 독립적으로 진화했으며, 벌레잡이통이나 끈끈이 덫 같은 유사한 포충 기관 구조는 상동성이 아닌 유사성의 결과이다.[34][12] 분자 데이터를 이용한 연구자들은 식충성이 벼목(파인애플과의 ''브로키니아''와 ''카토프시스''), 석죽목(끈끈이주걱과, 벌레잡이통풀과, Drosophyllaceae, Dioncophyllaceae), 괭이밥목(''세팔로투스''), 진달래목(Sarraceniaceae와 Roridulaceae), 그리고 꿀풀목(통발과와 Byblidaceae에서 각각 독립적으로)에서 진화했다고 결론 내렸다.[24] 현존하는 식충 계통 중 가장 오래된 것은 8560만 년 전으로 거슬러 올라가며, 가장 최근의 것은 파인애플과의 ''브로키니아 레둑타''로 약 190만 년 전에 진화한 것으로 추정된다.[44] 2017년에 발표된 유전자 검사 결과는 서로 관련 없는 계통에서 동일한 기능적 돌연변이를 가진 소화 효소가 발견된 것을 보여주며, 이는 수렴 진화의 강력한 증거가 된다.[43][50][12]
식충식물의 진화 과정은 화석 기록이 부족하여 명확히 밝혀지지 않았다. 발견된 화석은 대부분 종자나 화분 형태이며, 식충식물은 대개 초본식물이고 덫 구조는 1차 생장으로 만들어지기 때문에 단단한 나무껍질이나 목재처럼 쉽게 화석화될 수 있는 구조를 형성하지 않는다.[43][12] 그럼에도 불구하고 연구자들은 유전체 염기 서열 분석 기술을 통해 식충성의 발달과 계통 관계를 연구하고 있다. 유전적 증거에 따르면 식충성은 다른 유기체의 유전자를 가져온 것이 아니라, 속씨식물 내에 이미 존재하며 다른 기능을 하던 유전자들을 재사용하고 용도를 변경하여 발달했다.[43][12]
식충성은 영양분이 극도로 부족한 환경에서 진화했다는 것이 널리 받아들여지는 견해이다. 이는 식물의 육식성에 대한 비용-편익 모델로 설명될 수 있다. 이 모델은 식물이 사용할 수 있는 에너지가 제한되어 있으며, 생존과 번식에 유리하도록 에너지를 특정 기능에 배분하는 과정에서 상쇄 관계가 발생한다고 가정한다. 식충성의 경우, 먹이를 잡아 얻는 영양분 증가가 포충 기관 발달과 유지에 드는 에너지 비용을 초과해야만 진화할 수 있었다.[35]
다양한 포충 기관의 진화 경로에 대해서는 여러 가설이 존재한다. 함정 덫(포충낭)은 잎이 말리면서 형성되었으며, 수렴 진화를 통해 여러 번 독립적으로 진화한 것으로 보인다. 예를 들어 사라세니아속의 관다발 구조는 잎의 안쪽 면 가장자리가 융합된 결과로 해석된다. 끈끈이 덫은 끈적한 점액을 분비하는 비식충성 잎에서 시작하여 점차 능동적인 형태로 진화했을 것으로 추정된다. 분자 데이터는 파리지옥(Dionaea)과 알드로반다(Aldrovanda)가 끈끈이주걱속(Drosera)과 밀접한 관련이 있으며,[46] 능동적인 끈끈이 덫에서 찰칵 덫(스냅 트랩)으로 진화했음을 시사한다.[25]
모든 종류의 덫이 털이 많은 잎의 변형이라는 주장도 제기되었다.[47] 털(특히 자루 모양의 선모)이 많은 잎은 빗물을 가두어 박테리아 성장을 촉진할 수 있다. 곤충이 잎에 앉으면 물의 표면 장력에 갇혀 질식하고, 박테리아가 사체를 분해하여 식물이 잎을 통해 흡수할 수 있는 영양분을 방출한다. 이러한 잎면 시비는 일반 식물에서도 관찰된다. 곤충이나 물을 더 효과적으로 가두는 잎 구조가 선택적 이점을 가졌을 것이다. 잎이 오목해져 빗물을 가두는 방향으로 진화하여 함정 덫이 생겨났거나, 잎 표면에 점액을 분비하여 끈끈이 덫으로 진화했을 수 있다. 다만, 육식성 파인애플과(브로키니아, 카토프시스)의 경우, 파인애플과 식물의 특징인 잎겨드랑이 물 저장 구조(항아리)를 변형시켜 식충성을 획득한 것으로 보여, 털 많은 잎 기원설과는 다른 경로를 시사한다.
분류학적으로 식충식물은 속씨식물 전체에 걸쳐 여러 독립적인 과에서 발견된다. 이는 식충성이라는 형질이 여러 차례 독립적으로 진화했음을 보여준다. 끈끈이주걱과나 통발과처럼 과 전체가 식충식물인 경우도 있지만, 석죽목의 끈끈이주걱과, 벌레잡이통풀과, 디온코필룸과 등을 포함하는 특정 계통은 대부분 식충식물로 구성되어 '식충식물 클레이드'라고 불리기도 한다. 반면 참깨과, 디온코필룸과, 파인애플과, 사초과 등에서는 일부 종만이 식충식물인데, 이는 각 과가 가진 기존 특징(점액 분비, 물 저장 구조 등)을 발전시켜 식충성을 획득했을 가능성을 시사하며, 식충성의 점진적인 진화 양상을 보여주는 사례로 여겨진다. 일부 네펜테스 종은 과거의 식충성을 잃고 포충낭을 낙엽 제거용으로 사용하는 방향으로 진화했을 가능성도 제기된다.[105][106][107]
6. 한국의 식충식물
한국에도 끈끈이주걱과, 통발과 등 여러 종류의 식충식물이 자생하고 있다. 이들은 주로 습지나 물이 스며 나오는 양지 바른 비탈면 등 독특한 환경에서 서식한다.
그러나 한국의 많은 식충식물 자생지가 위협받고 있다. 주요 원인으로는 다음과 같은 것들이 있다.
- 서식지 파괴: 각종 개발 사업으로 인해 식충식물이 살아가던 습지나 자연 서식지가 파괴되고 있다.
- 남획: 희귀 식물이라는 이유로 업자나 일부 애호가들에 의해 무분별하게 채집되거나 불법적으로 파헤쳐지고 있다.
- 환경 변화: 습지의 건조화, 연못이나 저수지의 부영양화, 다른 식물과의 경쟁 심화 등 서식 환경의 변화도 식충식물의 생존을 어렵게 만들고 있다.
이러한 위협 요인들로 인해 한국의 많은 식충식물 종이 멸종위기종으로 지정되거나 개체 수가 급격히 감소하는 등 심각한 위기에 처해 있다.
6. 1. 끈끈이주걱과
끈끈이주걱(''Drosera glanduligera'')은 끈끈이 덫과 투석기의 특징을 결합한 독특한 포획 메커니즘을 가지고 있어 '투석기-끈끈이 덫'이라고 불린다.[33]과거 크론퀴스트 분류 체계에서는 끈끈이주걱과(Droseraceae)와 벌레잡이통풀과(Nepenthaceae)를 꽃의 방사대칭성과 곤충 덫을 가진다는 공통점을 근거로 벌레잡이통풀목(Nepenthales)으로 분류하였다. 그러나 APG와 같은 현대적인 분류 체계에서는 과(科) 자체는 유지되었으나, 여러 다른 목(目)으로 재분배되었다. 또한 ''드로소필룸''(Drosophyllum) 속은 끈끈이주걱과의 나머지 속들과는 별개로, 하나의 종만으로 이루어진 독립된 과(Drosophyllaceae)로 간주하며 디온코필룸과(Dioncophyllaceae)와 더 가까운 관계에 있는 것으로 여겨진다.
일본에 자생하는 끈끈이주걱과 식물은 다음과 같다.
| 이름 | 학명 | 특징 및 상태 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 이시모치소우 | D. peltata | 지하에 덩이줄기를 가지며, 줄기는 20cm 이상 자란다. | 멸종위기 II급 |
| 코모우센고케 | D. spatulata | 모우센고케보다 약간 건조한 토양에 자라며, 숟가락 모양의 잎을 땅에 펼친다. | |
| 끈끈이주걱 | D. rotundifolia | 일본에서는 홋카이도에서 야쿠시마까지 널리 분포한다. | 한국에도 자생 |
| 긴잎끈끈이주걱 | D. indica | 가늘고 긴 잎을 낸다. 열대 기원으로 일본산은 비교적 작고 보통 1년생이다. | 멸종위기 IB급, 한국에도 자생 |
| 나가바노모우센고케 | D. anglica | 일본에서는 오제와 홋카이도에 자생한다. D. linearis와 끈끈이주걱(D. rotundifolia)의 자연 교잡종에서 유래한 배수체로 추정된다. | 멸종위기 II급, 한국에도 자생 추정 |
| 끈끈이주걱 × 코모우센고케 | D. rotundifolia × spatulata | 자연 교잡종. 두 원종이 함께 자라는 곳에서 드물게 발견된다. 2003년 미야자키현에서 발견된 클론은 휴우가코모우센고케로 명명되었다. | |
| -- 토우카이코모우센고케 | D. tokaiensis | 끈끈이주걱(D. rotundifolia)과 코모우센고케(D. spatulata)의 자연 교잡종에서 유래한 배수체로 여겨진다. 혼슈 일부 지역을 중심으로 분포한다. | |
| 끈끈이주걱 × 토우카이코모우센고케 | D. rotundifolia × tokaiensis | 자연 교잡종. 두 원종이 함께 자라는 곳에서 볼 수 있다. | |
| 코모우센고케 × 토우카이코모우센고케 | D. spatulata × tokaiensis | 자연 교잡종. 두 원종이 함께 자라는 곳에서 볼 수 있으나, 형태가 비슷하여 구별이 어렵다. | |
| 사지바모우센고케 | D. × obovata (=D. anglica × rotundifolia) | 끈끈이주걱과 나가바노모우센고케의 자연 교잡종. 두 원종이 함께 자라는 곳에서 볼 수 있다. |
'''주 1''': 쿠루마바모우센고케(''Drosera burmannii'')가 일본에 분포한다는 설이 있으나 확실하지 않다. 대만에는 자생한다.
'''주 2''': '휴우가코모우센고케'의 학명 표기는 ''D. tokaiensis'' ssp. ''hyugaensis''로 되어 있으나, 이 자연 교잡종은 잡종 제1대이며 토우카이코모우센고케(''D. tokaiensis'')와 기원이 달라 표기의 정확성에 의문이 제기된다.
6. 2. 통발과
통발과(Lentibulariaceae)는 꿀풀목에 속하는 식충식물 과이다. 이 과에는 다음과 같은 주요 속들이 포함된다.7. 이용
원예에서 식충식물은 호기심이나 희귀한 존재로 여겨지지만, 대량 생산 조직 배양 기술의 출현으로 재배가 더욱 일반화되고 있다. 파리지옥은 여전히 가장 흔하게 재배되며, 일반적으로 정원 센터와 철물점에서 구할 수 있으며, 때로는 다른 기르기 쉬운 품종과 함께 판매된다. 식충식물만 전문적으로 재배하는 양묘장도 존재하며, 희귀하거나 까다로운 종류의 식충식물은 전문 양묘장에서 구할 수 있다. 캘리포니아 카니보어스(California Carnivores)는 식충식물 재배를 전문으로 하는 미국의 대표적인 양묘장으로, 원예가 피터 다마토(Peter D'Amato)가 소유하고 운영한다.[70][71] 롭 캔틀리(Rob Cantley)의 보르네오 엑소틱스(Borneo Exotics)는 스리랑카에 위치한 대규모 양묘장으로 전 세계에 판매한다.[72][73]
식충식물의 종류에 따라 햇빛, 습도, 토양 수분 등 재배 요건이 다르지만, 공통적인 특징이 있다.
- 물: 대부분의 식충식물은 빗물이나 증류 또는 역삼투로 탈염된 물을 필요로 한다.[74][75] 일반 수돗물이나 식수는 미네랄(특히 칼슘 염)을 함유하고 있어 빠르게 축적되어 식물을 죽일 수 있다.[76] 이는 대부분의 식충식물이 영양분이 부족하고 산성 토양에서 진화했으며, 결과적으로 극심한 석회 혐오(calcifuge) 식물이기 때문이다.
- 토양: 영양분이 부족하고 산성인 토양이 필요하다. 대부분 ''스파그넘'' 이탄과 굵은 원예용 모래의 3:1 혼합물을 선호한다 (코이어(coir)는 이탄의 수용 가능한 친환경 대체물이다). ''Nepenthes''는 난초 비료나 순수한 ''스파그넘'' 이끼에서 자란다. 과도한 토양 내 영양분에 매우 민감하며, 비료도 원칙적으로 필요하지 않다.
- 빛: 대부분의 식충식물은 밝은 빛을 필요로 하며, 이러한 조건에서 적색 및 자색 안토시아닌 색소(또는 베탈레인 색소)를 합성하여 더 좋아 보인다. ''Nepenthes''와 ''Pinguicula''는 직사광선이 없는 곳에서 더 잘 자라지만, 대부분의 다른 종은 직사광선에서도 잘 자란다.
- 습도: 대부분 습지에서 발견되므로, 거의 모든 종이 건조에 매우 약하다. 예외도 있는데, 덩이줄기형 끈끈이주걱은 건조한 (여름) 휴면 기간이 필요하며, ''Drosophyllum''은 대부분의 종보다 훨씬 더 건조한 환경을 필요로 한다. 식충식물은 주로 습지에서 살며, 그렇지 않은 종은 일반적으로 열대 지역에 서식하므로 대부분 높은 습도를 필요로 한다. 소규모에서는 식물을 영구적으로 젖은 조약돌이 있는 넓은 접시에 놓아두는 것으로 이를 달성할 수 있다. 작은 ''Nepenthes'' 종은 큰 테라리움에서 잘 자란다.
- 온도: 많은 식충식물은 서늘한 온대 지역이 원산지이며, 연중 습지 정원에서 야외에서 재배할 수 있다. 대부분의 ''Sarracenia''는 대부분의 종이 미국 남동부가 원산지임에도 불구하고 영하의 온도에서도 잘 견딘다. ''Drosera''와 ''Pinguicula'' 종도 영하의 온도를 견딘다. 열대 지역이 원산지인 ''Nepenthes'' 종은 번성하기 위해 20°C~30°C의 온도가 필요하다.
야외에서 자란 식충식물은 일반적으로 스스로 먹고 살기에 충분한 곤충을 잡는다. 곤충을 손으로 식물에게 먹여 식단을 보충할 수 있지만, 식충식물은 일반적으로 큰 곤충이 아닌 음식물, 예를 들어 햄버거 조각 등을 소화할 수 없으며, 이는 썩어서 덫이나 식물 전체를 죽게 할 수 있으므로 주의가 필요하다. 식충식물이 곤충을 전혀 잡지 못해도 죽는 경우는 드물지만, 성장이 저해될 수는 있다. 일반적으로 이러한 식물은 그대로 두는 것이 가장 좋다. 수돗물을 사용하거나 물을 너무 적게 주는 것 외에, 파리지옥이 죽는 가장 흔한 원인은 재미로 덫을 건드려 닫히게 하거나 부적절한 먹이를 주는 것이다.
식충식물 자체도 진딧물이나 깍지벌레와 같은 기생충의 침입을 받기 쉽다. 작은 침입은 손으로 제거할 수 있지만, 더 큰 침입은 살충제 사용을 필요로 한다. 이소프로필 알코올(소독용 알코올)은 국소 살충제로 효과적이며, 특히 깍지벌레에 효과적이다. 디아지논은 대부분의 식충식물이 견딜 수 있는 훌륭한 전신 살충제이다. 말라티온과 아세페이트(Orthene)도 식충식물이 견딜 수 있는 것으로 보고되었다. 곤충이 문제가 될 수 있지만, 식충식물의 가장 큰 사망 원인(인간의 부주의 외에)은 잿빛 곰팡이(''Botrytis cinerea'')이다. 이는 따뜻하고 습한 조건에서 번성하며 겨울철에 심각한 문제가 될 수 있다. 어느 정도까지는, 온대 식충식물을 겨울철에 서늘하고 통풍이 잘 되는 환경에 보관하고 죽은 잎을 즉시 제거하여 이 병원체로부터 보호할 수 있다. 이 방법으로도 효과가 없다면 살균제를 사용하는 것이 좋다.
초보자에게 가장 쉬운 식충식물은 서늘한 온대 지역에서 온 식물이다. 이 식물은 여름 동안 산성화되거나 빗물이 담긴 넓은 트레이에 보관하고 겨울 동안 습하게 유지하면 서늘한 온실 조건(겨울철 최소 5°C, 여름철 최대 25°C)에서 잘 자랄 것이다.
- ''Drosera capensis'', 케이프 끈끈이주걱: 매력적인 끈 모양의 잎을 가진 끈끈이주걱으로, 분홍색 꽃이 피며 관리가 비교적 쉽다.
- ''Drosera binata'', 포크 잎 끈끈이주걱: 큰 ''Y''자 모양 잎이 특징이다.
- ''Sarracenia flava'', 노란색 트럼펫 벌레잡이: 노란색의 매력적인 줄무늬 잎과 봄에 피는 노란색 꽃이 특징이다.
- ''Pinguicula grandiflora'', 일반 벌레잡이: 봄에 보라색 꽃이 피고, 겨울에는 싹 (겨울눈) 형태로 휴면한다. 완전 내한성이다.
- ''Pinguicula moranensis'', 멕시코 벌레잡이: 분홍색 꽃이 피며, 겨울에는 벌레를 잡지 않는 잎을 낸다.
파리지옥은 이러한 조건에서 잘 자라지만, 실제로는 기르기가 다소 까다롭다. 잘 관리하더라도 환기가 잘 되지 않으면 겨울철에 잿빛 곰팡이에 걸리기 쉽다. 일부 저지대 ''Nepenthes''는 상대적으로 일정하고 덥고 습한 조건을 제공하면 매우 쉽게 기를 수 있다.
독특한 형태와 생태 때문에 원예 식물로 관상용으로 재배되어 식충식물은 하나의 장르를 이루고 있다. 그러나 일반적으로 널리 인정받을 정도로 아름다운 것은 적고, 오히려 진기한 것이 많기 때문에, 대부분 특정 취미가의 즐거움의 범주에 속한다. 과학 교재로 재배되는 경우도 있다. 습지 식물이 많기 때문에, 수초로 재배되는 예도 있다.
재배가 널리 이루어지면서 원예적인 품종 개량이 이루어지는 예도 있다. 특히 네펜테스는 매우 많은 교배 품종이 만들어지고 있다. 그 외에 끈끈이주걱속에서도 아프리카긴잎끈끈이주걱이나 네 개의 잎 끈끈이주걱 등 원예 품종이 있다. 또한 통발류는 벌레잡이 구조는 눈에 띄지 않지만, 꽃 모양이 재미있고 색이 아름다워 재배되는 종류가 여럿 있다.
하지만 이러한 인기 때문에 야생 개체가 남획되어 멸종 위기에 처한 종도 많아 보호의 필요성이 제기되고 있다. 식충식물은 주로 애호가 간의 교환이나 판매, 전문 업체의 통신 판매를 통해 구할 수 있지만, 파리지옥, 끈끈이주걱, 사라세니아 등 일부 대중적인 종류는 여름철 꽃집이나 홈 센터 등에서도 찾아볼 수 있다.
8. 보전
국제 자연 보전 연맹(IUCN)이 평가한 식물 종의 약 절반은 위협받는 종(취약, 멸종 위기 또는 심각한 멸종 위기)으로 간주된다.[65] 식충식물이 직면한 일반적인 위협으로는 농업으로 인한 서식지 손실, 야생에서의 무분별한 채집, 오염, 침입종의 확산, 주거 및 상업 시설 개발, 에너지 생산 및 채광 활동, 운송 서비스 확장, 지질학적 변화, 기후 변화와 그로 인한 심각한 기상 현상 등 다양한 환경에 대한 인간의 영향 활동이 있다.[65] 같은 속에 속하는 종들은 유사한 위협에 직면하는 경향이 있으며, 대륙별로 위협받는 종의 수는 북미 19종, 아시아 15종, 유럽 7종, 남아메리카 6종, 아프리카 2종, 호주 1종 순으로 나타났다.[65] 사라세니아(Sarracenia)와 같은 일부 종들은 이러한 위협 요인들과 밀접한 관련성을 보인다. 특히 주거 및 상업 개발, 자연 시스템의 변형, 침입종, 오염 등은 서로 연관되어 식충식물의 생존을 위협하는 주요 요인으로 작용한다.[65]
보존 운동 연구는 오염과 같은 위협이 식충식물에 미치는 구체적인 영향을 파악하고, 각 종의 멸종 위험도를 정량적으로 평가하는 것을 목표로 한다. 하지만 IUCN에 따르면 2011년 기준으로 전체 식충식물 종 중에서 보전 상태가 평가된 것은 17%에 불과했다.[66] 식충식물 보존은 단순히 해당 종을 보호하는 것을 넘어, 중요한 생태계를 유지하고 식충식물에 의존하여 살아가는 다른 종들의 연쇄적인 멸종(2차 멸종)을 방지하는 데 중요한 역할을 한다.[13] 이는 생존이나 서식지를 특정 식물에 의존하는 기반종과 같은 생물들을 포함한다. 성공적인 식충식물 보존을 위해서는 개별 종뿐만 아니라 서식지 전체를 고려하는 전체론적 접근 방식이 필요하다는 연구 결과도 있다.[67]
식충식물은 한랭지부터 열대 우림, 고산 지대부터 저지대 습지나 연못에 이르기까지 전 세계적으로 분포한다. 그러나 파리지옥이나 일본의 코우신소우처럼 매우 제한된 지역에서만 자생하는 종들도 많다. 이러한 자생지 중 일부는 다른 희귀 식물들도 함께 서식하는 경우가 많아, 해당 지역의 지방 자치 단체 등에 의해 보호 구역으로 지정되기도 한다. 예를 들어, 일본 도치기현의 코우신소우 자생지는 국가 특별 천연 기념물로 지정되었고[99], 지바현 산무시와 토오킨시에 걸쳐 있는 '나리토・토오킨 식충 식물 군락'은 국가 천연 기념물로[100], 아이치현 타케토요정의 잇쵸다 습지는 아이치현의 천연 기념물로 지정되어 보호받고 있다[101].
드물게는 외래종 식충식물이 특정 지역에서 번성하는 경우도 있다. 미국이 원산지인 통발속 식물 Utricularia radiata|eng와 Utricularia inflata|eng가 일본 효고현과 시즈오카현의 연못에서 번식하여 생태계 교란 문제로 주목받은 바 있다.
일본의 경우, 여러 지역에서 식충식물 자생지가 사라지고 있는데, 그 주요 원인은 다음과 같다.
- 개발에 의한 자생지 파괴
- 업자나 애호가에 의한 과도한 채집이나, 채집이 금지된 곳에서의 도굴
- 습지의 건조화, 연못의 부영양화, 다른 식물의 진출 등 환경 변화
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