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식물은 땅속의 ‘곰팡이 인터넷’을 사용하여 통신을 한다.
(Plants Use Underground 'Fungal Internet' to Communicate)
Jeffrey Tomkins

   연구자들은 식물이 임박한 곤충의 공격을 이웃 식물들에게 경고하기 위해서, 어떻게 땅속의 곰팡이 네트워크를 이용하는지를 입증하고 있었다. 이것은 자연에서 발견되는 복잡하고 고도로 설계된 독특한 상호협력을 보여주고 있는 것이다.

2013년 7월 Ecology Letter 지에 발표된 연구는 식물들이 땅속 곰팡이들을 정보회로(information conduit)로서 사용하여 어떻게 다른 식물들과 소통하는 독특한 상호 설계된 생리특성을 가지게 되었는지를 확증하고 보여주는 최초의 보고서였다.[1] 이 놀라운 복잡한 시스템은 자연의 생물학적 인터넷처럼, 하나의 군집체로서 식물들이 쉽게 효과적으로 서로 소통할 수 있도록 해주고 있었다.

이 연구 이전에도, 과학자들은 식물과 어떤 균류(식물의 근계 주변의 토양에 서식하는) 사이의 상호 유익한 관계를 알고 있었다. 이러한 유익한 토양 미생물은 '균근 곰팡이(mycorrhizal fungi)”로 불리며, 식물의 전반적인 생장을 촉진하고, 곤충의 공격, 병원균, 건조 스트레스에 대처하는데 도움을 주는 것으로 알려져 있었다.[1] 실제로, 과학자들은 균근 곰팡이가 곤충의 공격에 반응하여 서로의 화학방어 시스템으로 신호하고 준비시켜 밀접한 그룹으로 함께 식물 생장을 가능케 할 수 있다는 것을 알고 있었다.[2]

과학자들은 작년에 발표된 논문에서, 이 통신은 땅속에 직접 연결되어 있는 식물들의 초고속 정보망처럼, 균근 네트워크를 통해 토양 기질을 통과하는 정보운반 화학물질의 방출과 감지로서 일어난다는 아이디어를 제안했다.[3] 이것은 실과 같은 곰팡이들이 지하에서 자라고, 한 세트의 뿌리를 다른 것과 연결시키는 균사체(mycelia)라 불리는 실을 만들기 때문에 성취된 것이었다. 이제 놀랍게도 이러한 연구 가설이 확인되고 있었던 것이다.

이 새로운 연구에서, 과학자들은 5개의 개체로 이루어진 그룹으로 여러 세트의 콩 식물들을 재배했다. 그들은 각각 그룹에서 세 개의 콩을 지하 네트워크로 연결된 곰팡이 균사체가 들어 있는 토양에 접촉되도록 했다. 비교 측정으로써, 연구자들은 각 그룹의 나머지 2개의 콩은 흙 속의 균류 연결과 분리시켰다. 그리고 각 그룹의 한 식물(콩)에 진딧물(구멍을 뚫어 즙을 빠는 곤충)을 감염시켰다. 그러자 식물들은 진드기를 쫒아내고, 진드기의 포식자 중 하나인 말벌을 끌어들이는 식물 화학물질의 방출을 시작했다.

놀랍게도 공격받은 식물과 지하 곰팡이 네트워크로 연결되어 있는, 곤충의 공격을 받지 않은 식물도 그들의 세포에서 방어 화학물질들을 만들기 시작했다는 것이다. 곰팡이 네트워크로 연결되어 있지 않은 식물들은 그들의 화학적 방어 시스템을 가동시키지 않았다. 또 다른 비교 실험으로, 연구자들은 봉지로 식물을 씌워서 잎에서 감지되는 풍매의 화학신호를 통해 생길 수 있는 지상의 신호전달 가능성을 배제시켰다. 주의 깊게 통제된 상황이었기 때문에, 이러한 군집 방어 반응의 원인이 된 신호는 땅 속의 균류 네트워크를 통해 전달된 것으로 밝혀진 것이다.

그 연구의 선임연구자인, 데이비드 존슨(David Johnson) 박사는 ”우리는 식물이 공격을 받을 때 휘발성 화학물질을 생산한다는 것을 알고 있었고, 그들이 지상 위로 서로 위험을 소통한다는 것을 알고 있었다. 이제 또한 우리는 땅 속의 곰팡이 네트워크를 통해 식물이 위험을 소통한다는 것은 마찬가지로 알게 되었다”라고 말했다.[4]

지금까지 연구한 여러 형태의 농작물(단지 콩 뿐만 아니라, 밀, 벼, 옥수수, 보리와 같은 초본식물을 포함하여)의 근계는 이러한 형태의 균근 곰팡이와 상호작용 함을 보여주었다. 의심할 바 없이 이러한 놀라운 상호 연결 관계는 농업에서 사용하는 식물에서도 일어날 수 있는데, 사실 농업용 식물들은 야생으로부터 길들여온 것이기 때문이다.

진화론자들은 완전히 다른 형태의 생물체 간의 복잡한, 상호협력적인 네트워크를 어떻게 설명할 수 있을지, 특히 그것들이 두 별개의 형태의 생물체에서 상호작용하는 동적인 생화학 네트워크를 포함한다고 할 때, 어떻게 그것이 다윈의 진화를 통해서 구축될 수 있었는지를 설명하기위해 머리가 아프게 되었다. 그 대신, 이러한 사실은 전지전능하신 창조주에 의한 지적설계의 명백한 증거가 되고 있는 것이다.


References

1. Babikova, Z. et al. 2013. Underground signals carried through common mycelial networks warn neighbouring plants of aphid attack. Ecology Letters.16 (7): 835–843.
2. Jung, S.C., et al. 2012. Mycorrhiza-Induced Resistance and Priming of Plant Defenses. Journal of Chemical Ecology. 38 (6): 651-664.
3. Barto, E.K. et al. 2012. Fungal superhighways: do common mycorrhizal networks enhance below ground communication? Trends in Plant Science. 17 (11): 633–637.
4. Evidence plants communicate via underground fungal networks. The Herald Scotland. Posted on heraldscotland.com on May 10, 2013, accessed on July 26, 2013.
.

*Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in Genetics from Clemson University.

 

출처 : ICR News, 2013. 8. 5.
URL : http://www.icr.org/article/7663/
번역자 : 문흥규

관련 자료 링크:

1. 말하는 식물들과 비밀 네트워크 (Talking Plants and Secret Networks)
2. 식물은 사회적 통신망으로 소통하고 있다. (Plants Have Social Networks)
3. 말하는 나무와 식물의 향수들 (Of Talking Trees and Plant Perfumes )
4. 숲의 교향곡 (Sylvan symphony) : 식물들은 생존경쟁을 하는 것이 아니라, 서로 돕고 있었다.
5. 점균류의 네트워크는 철도 시스템을 능가하고 있었다. (Slime Networks Are Better Organized than Railway Systems)
6. 이타주의와 공생관계는 진화를 거부한다 (Altruism and Symbiotic Relationships)
7. 초식성 개미와 소화관 내의 공생하는 미생물들 (Bacterial Gut Symbionts Are Tightly Linked with the Evolution of Herbivory in Ants).
 
 
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