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말하는 나무와 식물의 향수들
(Of Talking Trees and Plant Perfumes )
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   나무가 말한다는 것은  단지 공상 소설에나 나오는 이야기가 아니다. 우리 지구의 숲도 언어를 가지고 있다. 파멜라 힌즈(Pamela J. Hines)가 사이언스 지(2006. 2. 10)에 보고한 [1] '보이지 않는 꽃다발(invisible bouquet)' 이라고 불리는 식물들의 의사소통(plant communication)에 쓰이는 화학적 언어(chemical language)에 관한 일련의 논문들을 소개하도록 하겠다.

”식물들이 생산할 수 있는 수천의 서로 다른 대사 물질들 가운데, 많은 물질들이 식물 주위에 구름(cloud)을 형성한다. 이 휘발성 혼합물은 식물들이 가진 복잡한 신진대사를 반영하며, 또한 다양한 기능들을 나타낸다. 휘발성 혼합물은 곤충, 병원균, 꽃가루 매개자들(pollinators)에게 똑같이 유혹의 신호를 보낸다. ”나의 적의 적은 친구”라는 고전적인 경우는 여기에도 적용되어, 곤충에 의해 공격당하고 있는 식물은 자신을 갉아먹고 있는 곤충의 천적을 불러들이는 휘발성 신호(volatile signals)를 보낼 수 있다는 것이다. 밤에 꽃이 피는 식물들이 최상의 꽃가루 매개자 곤충들을 유혹하기 위해서는,  꽃의 색이나 모양보다 휘발성 물질들이 더 좋은 신호일지도 모른다. 휘발성 신호는 또한 인근 식물들에 의해 읽혀지고, 재해석되어, 그들 자신의 방어를 조절할 수 있도록 도와준다.”

식물 휘발성 물질들의 이러한 '향기로운 이야기'는 같은 편 '사이언스' 지의 세 논문 속에 상세하게 기재되어 있다. 피처스키(Pichersky) 등은 식물에 의해 생산된 이 많은 혼합물들의 미묘함을 '자연의 다양성과 재능(nature's diversity and ingenuity)'으로 특징지었다.[2] 이 혼합물들은 그냥 우연히 생긴 것이 아니다. 메틸화(methylation), 아실화(acylation), 산화/환원(oxidation/reduction), 방향성 고리의 형성(formation of aromatic rings) 등 마치 여러 유기화학 공정 연구 작업을 마쳤던 것처럼 복잡한 화학물질들의 공정 단계와 과정들을 거쳐서 합성되어진 것이다. 식물들은 이러한 작업들을 위해 특수한 효소(specialized enzymes)들을 고안해 냈다. 여러 방향성 물질들을 조절하여 장미에서 향기로운 냄새가 나게 하는 것은 머리가 어지러워질 정도로 복잡한 고도의 혼합기술이라고 저자들은 기술했다. 게다가, 혼합물들은 저장주머니를 가진 특화된 세포에서 생산되고 적절한 시간에 공기로 방출된다. 저자들은 유전자중복과 다양화에 의해 이 과정들이 발전되었다고 믿고는 있지만, ”수렴 진화(convergent evolution)로  가끔 다른 종의 식물들이 동일한 휘발성 물질을 합성하는 능력을 갖추게 되었다”고 말하였다.

이 가설에 동조하든 안하든 간에, 현재까지 1,000여 개의 유사한 화합물질들이 발견되었고, 그 몇 배에 달하는 화합물질들이 발견될 것이 예상되기 때문에 이는 확실히 놀라운 일임에 틀림없다. '사이언스' 지의 다른 논문에서도 식물들이 만드는 몇 만 또는 수십만의 일차, 이차 대사물질들이 모두 다양한 생물학적 특성과 기능을 가지고 있다는 것을 제시하고 있다. 어떻게 식물들이 이러한 화학물질들을 만들고, 저장하고, 방출하는지를 연구하는 분야는 아직 미개척분야라고 저자들은 말한다. 실제로 또 다른 논문에서 발드읜(Baldwin) 등은[3] '말하는 나무(talking trees)'에 대해 다음과 같이 언급하고 있다.

”식물들은 자신들이 공격당하기 전에 방어기전을 활성화 해놓기 위하여, 초식동물들에게 공격당하고 있는 이웃 식물들이 방출하는 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs)들을 엿듣고 있는지도 모른다. 휘발성 유기화합물에 노출된 식물의 유전자 전사체(transcriptome)와 신호전달 양상을 분석해 본 결과, 식물이 직, 간접적인 방어를 준비하고 있으며, 경쟁적인 능력을 연마하기위해서 휘발성 유기화합물들을 엿듣고 있다는 가능성이 제안되고 있다. 휘발성 유기화합물 생합성과 인식작용에 관한 연구의 전진으로, 유전적으로 특별한 휘발성 유기화합물에 대해 반응을 하지 않는 ‘귀머거리(deaf)’ 식물들의 생산과, 그들의 휘발성 어휘(volatile vocabulary)중 일부 화합물질을 만들지 못하는 '벙어리(mute)” 식물들의 생산이 가능하게 되었다. 이런 식물들은 휘발성 유기화합물들의 분석계측기의 개발과 더불어 타식물의 휘발성 유기화합물을 인지하는 ('deaf'나 'mute'가 아닌 의사소통이 유창한) 능력이 자연 생태계에서 식물의 적응성에 도움을 주고 있는지를 판단할 수 있도록 해 줄 것이라는 것이다.”

'말하는 나무(talking trees)'라는 용어는 과학자들이 식물간의 의사소통을 설명하기 위해 실제로 사용하여 왔었다. 말을 한다거나 혹은 엿듣는다는 것은 단지 관점의 차이일지도 모른다. 실험결과, 이러한 신호에 귀먹게 된(deaf) 식물들은 외부로부터 손상받기가 쉬운 것으로 나타났다.

식물의 휘발성물질에 관한 일련의 특별 기사들 중 마지막 논문은 우리 인간들에게 흥미롭다. 왜 양념은 우리의 미각을 돋우는가? 그것은 우리들 자신의 후각이 어느 식물이 건강에 좋은지 혹은 해로운지를 알아내는데 예민하기 때문일지도 모른다는 것이다. 고프(Stephen Goff)와 클리(Harry Klee)는 식물의 휘발성물질들이 건강과 영양학적 가치에 단서를 제공하는지를 관찰했다 [4]. ”중요한 맛에 관련된 휘발성물질이 필수영양소에서 비롯된다”는 증거가 포착되었다는 것이다. 그들은 덧붙여서, ”비록 하나의 과일 또는 야채가 수백 가지의 휘발성물질들을 합성하지만, 단지 작은 조합의 물질들이 '맛 지문(flavor finger print)‘을 형성하여, 동물이나 사람들이 적합한 음식들은 인식하고, 위험한 음식들의 선택은 피하도록 돕고 있다.” 아마도 우리 모두는 잃어버린 기술을 연습하여, 숲에서 또는 슈퍼마켓에서 더 열심히 코로 냄새 맡기를 시작할 필요가 있다.


1. Pamela J. Hines, 'The Invisible Bouquet,' Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, p. 803, DOI: 10.1126/science.311.5762.803.

2. Pichersky, Noel and Dudareva, 'Biosynthesis of Plant Volatiles: Nature's Diversity and Ingenuity,' Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, pp. 808 - 811, DOI: 10.1126/science.1118510.

3. Baldwin et al., 'Volatile Signaling in Plant-Plant Interactions: 'Talking Trees' in the Genomics Era,' Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, pp. 812 - 815, DOI: 10.1126/science.1118446.

4. Stephen A. Goff and Harry J. Klee, 'Plant Volatile Compounds: Sensory Cues for Health and Nutritional Value?', Science 10 February 2006: Vol. 311. no. 5762, pp. 815 - 819, DOI: 10.1126/science.1112614.

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당신은 이 놀랄만한 현상에 대해 깊이 생각해 보신 적이 있는가? 만약 당신이 유기화학(organic chemistry)을 공부해본 적이 있다면, 특정 화합물질의 합성이 얼마나 복잡한 과정인지를 알 수 있을 것이다. 그런데 식물은 쉽게, 그리고 의도적으로, 복잡한 효소들을 사용해서 수십만 가지 방법으로 이런 복잡한 합성 과정들을 수행하고 있다. 게다가 효소들은 세포 내에서 닥치는 대로 반응하지 않고, 신호분자들의 전달에 의한 정교한 메커니즘에 의해서 저장되고 방출된다. 이러한 방법을 통해 정교한 '식물들 간의 네트워크' 과정을 수행하고 있을 뿐만이 아니라, 한 식물체 내에서도 여러 부위들이 서로 긴밀히 연락을 하고 있는 것이다. (11/09/2004, 08/12/2005).

동물과 인간의 후각도 이 신호들을 인식하고, 전달하고, 해독하기 위해 상당히 정교한 메커니즘을 요구하고 있다 (08/31/2005, 06/07/2005). 전체적으로 볼 때, 이것은 다양하고도 풍부한 생태계를 유지하기 위하여 수많은 생물체들이 서로 함께 공생(symbiosis)관계를 이루고 있다는 하나의 좋은 예인 것이다.

'자연의 전쟁' 이라는 비유는 잘못된 것일지도 모른다 (곤충들에 의해 '공격당하는' 식물들, 기타 등등. 07/04/2003의 '비유가 당신에게 마법을 건다'를 보라). 평형이 유지되는 세계 (항상성계, homeostatic system)에서 이러한 상호작용들은 평형유지를 위한 중간 점검이나 보정 정도로 이해되어야 마땅할 지도 모른다. 동적인 세계 (모든 아이스하키 선수가 각각 움직이고 있는 모습을 상상해 보라)에서, 일부 과정들은 가속시키고, 일부는 감속시킬 방법들이 필요하다. 멸종에 이르게 하는 재앙적인 불균형으로 인해, 원초적으로 완벽한 창조의 디자인이 더 많은 관심을 받지 못하고, 대신 저주 받은 세상에 대한 심판이 반영된듯 하다.

진화론자들은 이러한 모든 복잡한 과정과 상호 관련성들이 한 두 번의 유익한 실수(돌연변이)들이 무작위적으로, 목적도 없고, 계획도 없이, 여기저기서 일어나고, 이들이 축적되어 생겨난 결과라고  우리가 믿기를 바란다. 이와같은 식물들의 이야기는 이러한 주장이 얼마나 설득력이 없는 설명인지를 우리들에게 상기시켜주고 있다. 통상, 진화론자들은 효소들, 액포, 방사체, 감각기관 등이 어떻게 진화했는지에 대한 구체적인 시나리오를 제시하지 못하고 있다. 그들은  단순히 오래된 속임수인 '수렴 진화(convergent evolution)'라는 말로 둘러대며, 이들이 그럭저럭 어떻게든 진화했다고 가정할 뿐이다.

오류투성이인 진화론자들의 사기극이 당신을 망치지 못하게 하라. 식물 휘발성 물질들은 우리 생활을 풍부하게 하고, 세계를 아름다고 유익하게 한다. 밖으로 나와 장미와 토마토 냄새를 맡아보라.

정원의 꽃과 대화하는 것은 신시대 유행의 첨단이 되었다. 식물이 당신의 말을 알아듣는지 못하는지는 논쟁의 여지가 있지만, 그들은 당신이 풍기는 휘발성 유기화합물들을 엿듣고 있었을 지도 모른다. 그리고 시들어가는 무화과나 진달래가 당신에게 무엇인가 말하기 위해 노력하고 있는 중인지도 모른다.

 

*관련기사 : 식물도 `말`을 한다 : 독 막스 플랑크 연구소 자극 받으면 냄새로 의사 표현 

 (2006. 6. 28. 중앙일보)  http://www.joins.com/article/2337745.html?ctg=1306

”敵 출현…방어하라” 식물들만의 유·무선 통신망 있다. (조선닷컴. 2013. 5. 21)

http://inside.chosun.com/site/data/html_dir/2013/05/21/2013052100570.html?bridge_info

칭찬은 고래, 아니 '식물'도 춤추게 한다 (2013. 7. 25. 동아사이언스)
http://www.dongascience.com/news/view/1701/news

새에게도 '도와줘요', 식물은 소통의 '달인' (2013. 7. 30. 한겨레)
http://ecotopia.hani.co.kr/171198

 

출처 : Creation-Evolution Headlines, 2006. 2. 21
URL : http://www.creationsafaris.com/crev200602.htm
번역자 : IT 사역위원회

관련 자료 링크:

1. 사랑의 함정 : 작은뿌리파리를 이용한 난초의 놀라운 수분 방법 (The Love Trap)
2. 숲의 교향곡 (Sylvan symphony) : 식물들은 생존경쟁을 하는 것이 아니라, 서로 돕고 있었다.
3. 이타주의와 공생관계는 진화를 거부한다 (Altruism and Symbiotic Relationships)
4. 어떻게 효소들은 작동하는가 : 그러나 그들이 어디서 왔는지는 물어보지 말고, 그냥 믿으라 (How Enzyme Work : But Do'nt Ask Where They Came From : Just Believe)
5. 식물은 진화했는가? (Did plants evolve?)
6. 식물들은 수학을 알았는가? (Do Plants Know Math?) : 식물들에 존재하는 피보나치 수열
7. 불가능한 현상 '생명수의 비밀'
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10. 광합성의 진화에 대한 밝은 빛[2] (Shining light on the evolution of photosynthesis)
11. 황금의 수 (The Golden Number) : 해바라기 꽃에서 나타나는 피보나치 수열.
12. 말하는 식물들과 비밀 네트워크 (Talking Plants and Secret Networks)
 
 
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