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사막의 미스터리한 식물
: 살아있는 화석 웰위치아
(Mystery Plant of the Desert)
Tom Hennigan

서론
 
1859년 남부 앙골라의 나미브사막(Namib Desert)을 탐험하던 식물학자 프리드리히 웰비츠크(Friedrich Welwitsch)는 한 모습에 압도되어 무릎을 꿇고 응시하고 있었다. 그는 자신이 보고 있는 것이 일종의 식물이라는 것을 알고 있었지만, 그가 무릎을 꿇고 있는 뜨겁고 건조한 사막에서 그러한 이상한 식물 표본을 볼 수 있을 것이라고는 결코 생각하지 못했다. 그 식물은 목본성 근계(root system)와 두 개의 넓은 잎이 달린 우묵한 줄기로 구성되어 있었다. 잎들은 아래로 구부러져 지상을 따라 포복하며, 수십 번 나눠지고 잘게 조각이 나서, 마치 곱슬 리본의 덩어리처럼 보였다. 도대체 이것이 무엇이었을까?


그림1. 웰위치아(Welwitschia plant)의 구과(cones) 모습 (출처 : Wiki commons.)

 

미스터리가 풀리다.

오늘날 식물 웰위치아의 미스터리는 풀렸다. 과학자들은 위대한 탐험가이자 의사였던 그의 이름을 따서 그 식물을 웰위치아(Welwitschia)로 명명했다. 물론 아프리카의 사람들은 오래 전부터 그 식물을 알아왔었고, 그것을 날것으로 먹거나, 뜨거운 재로 구워서 먹었다. 후테로(Htrero)의 지역 언어에서는 그것을 onyanga 또는 ”사막의 양파(onion of the desert)”로 불렀다. 식물학자들은 그것을 나자식물(gymnosperm, 겉씨식물)로 분류했는데, 크리스마스 트리로 사용되는 소나무와 가문비나무처럼 솔방울이 달리는 식물 그룹이다. 나자식물은 문자 그대로 이 그룹의 종자들이 종자를 둘러싸는 보호 조직이 없어 ”나출된 종자”로 있음을 뜻한다. 한편, 피자식물(angiosperms, 속씨식물, 현화식물, ”종자가 덮혀 있음”)은 꽃을 생산하고 보호조직으로 자라서 과실처럼 종자 주변이 보호되는 식물 그룹을 뜻한다.

라틴어 이름으로 Welwitschia mirabilis는 문자 그대로 놀라운 Welwitsch를 뜻한다. 그와 같은 식물은 전혀 없다. 왜냐하면 그것은 너무도 이상해서, 과학자들은 그것을 그것만의 종, 속, 과, 목의 유일한 것으로 분류하고 있다. 이것이 이 식물의 진화론적 기원 역사를 어렵게 만들었는데, 그것의 조상으로 알려진 것이 없기 때문이다.


번식과 성장
 
이 나무는 암수 식물이 따로 존재한다. 웅성 화분(male pollen)은 주황색의 구과로부터 정자를 만들고, 자성 식물은 청녹색 구과로부터 난자를 만든다. 화분은 숫나무에서 암나무로 여행할 필요가 있고, 많은 나자식물에서 바람이 이 일을 수행하지만, 웰위치아는 그렇지 않다. 대신 나방, 파리, 말벌 같은 곤충의 도움을 받는다. 암수의 구과들은 꽃처럼 행동하며, 곤충들을 유치하기 위한 꿀을 만든다. 이 말벌과 파리들이 달콤한 꿀을 찾을 때, 화분이 암술에 들러붙는다. 곤충들이 웅성의 구과에서 자성의 구과로 여행을 할 때, 그들은 화분 알갱이를 암술머리로 운반하는 것이다. 일단 화분이 암술의 구과에 정착하면, 하나의 관이 화분 알갱이와 자성 난자로부터 자라서, 화분관에서 수정이 일어난다. 이것은 특별한 일이다. 왜냐면 화분알갱이 만이 난자 쪽으로 향하여 자라기 때문이다. 수정이 일어나면 새로운 생명(종자)이 만들어진다.

 

그림 2. Welwitschia의 구과. 출처는 Curtis의 식물잡지(1863).

이 나무의 생장 형태는 기묘하다. 왜냐하면 종자가 발아한 이후에 생기는 문제 때문이다. 식물의 수직 생장부분(정단 분열조직)이 처음 두 개의 잎을 만든 다음에 죽는다. 그것은 마치 ”머리를 잃어버리는 것”과 같다. 그리고 키로 자라기보다는 잎들이 기저부로부터 바깥쪽으로 포복을 한다. 줄기는 지상위로 1m 정도 자랄 수 있고, 뿌리는 지하로 1m 정도 자랄 수 있다. 시간이 지나면서 잎은 4m로 엄청 크게 자랄 수 있고, 둘레는 8m에 달한다.


고대의 살아있는 화석
 
웰위치아는 ‘살아있는 화석(living fossil)’이다. 그것이 전기 백악기(마지막 공룡시대)의 웰위치아 화석과 비교했을 때 조금도 변하지 않았기 때문이다. 그 화석은 브라질의 북동부에 퇴적되어 있었는데, 그 지역은 홍수 이전의 초대륙에서 아프리카 나미비아와 인접해 있었던 지역이다. 진화론적 가정에 기초한 자연주의적 관점에서, 이 식물은 공룡과 함께 살았고, 1억4천만년 이상 동안이나 변화하지 않은 것이다! (참조: Evolution Exposed: Biology Chapter 4: Unlocking the Geologic Record). 그 식물은 수많은 역사를 경험한 것이며, 그 식물의 형태는 그러한 장구한 기간 동안 변하지 않았던 것이다. 웰위치아는 1,000년을 살 수 있고, 어떤 것은 2,000년 이상 오래 살 수 있다.


고도가 높은 건조지역에는 남아 있지 않다.
 
웰위치아는 나미브 사막의 초건조 지역에 자생하고, 세계 어디에서도 발견되지 않는다. 보츠와나의 습지 지역에 예외적으로 가능하다. 우리의 하나님은 웰위치아를 높고 건조한 지역에 두지 않으셨다. 대신 하나님은 이 식물을 놀랍게 설계하셔서, 년 강수량이 0~25인치에 불과한 건조한 지역에서도 살아갈 수 있도록 하셨다. 종종 건조한 강 언덕에서 발견이 되는 것은 지하의 뿌리와 줄기가 물을 끌어올려 저장할 수 있기 때문이다. 그러나 그것은 시작에 불과하다. 밤 동안에 남대서양의 차가운 벵겔라 해류에서 온 찬 공기가 나미브 사막에서 온 뜨거운 공기와 만나서 그 지역에 두꺼운 안개 이불을 만든다. 리본과 같은 잎은 그 응결된 안개를 모은다. 왜냐하면 그것이 아래로 구부려져 있고 굴곡되어 있어, 물이 토양의 지면 식물 아래쪽으로 굴러 떨어지고, 그곳의 줄기와 뿌리가 그것을 쉽게 흡수할 수 있도록 해주기 때문이다. 안개 역시 기공이라 불리는 잎의 특별한 열린 문으로 직접 들어갈 수도 있다. 그 식물의 물을 흡수 저장하는 능력은 물론 다른 생물체를 돕는다.    

건조기 동안에 코뿔소와 영양 같은 동물들은 물을 얻기 위해 그 두꺼운 잎을 씹을 것이고, 나머지는 내뱉는다. 또한 그들의 물-전달 세포들은 나자식물에만 전형적인 것이 아니다. 예로서 많은 침엽수의 뿌리와 줄기는 가도관(tracheids)이라 불리는 작은 수분-전달 세포들을 지니고 있다. 피자식물의 뿌리와 줄기는 가도관과 물을 전달하기에 이상적인 도관(vessel)이라 불리는 커다란 텅빈 세포를 지니고 있다. 그래서 매혹적으로 웰위치아는 구과가 달리는 나자식물로서 하나의 모자이크(여러 특징이 섞여있는) 형태로서, 나자식물(gymnosperms)에 있는 물/양분 전달 세포인 가도관을 가지고 있을 뿐만 아니라, 피자식물(angiosperms)에서만 전형적으로 발견되는 도관 요소 역시 지니고 있는 것이다.
 
많은 식물들은 낮 동안에 기공(stomata)을 연다. 태양에너지를 이용하여 당을 만들기 위해 이산화탄소를 흡수하기 때문이다. 밤에는 닫는다. 그러나 만약 나미브사막의 낮 동안에 기공이 열린다면, 그 식물은 물과 탄수화물의 많은 양을 잃어버리게 될 것이다. 사막의 많은 피자식물들은 낮 동안에 기공을 닫고, 밤 동안에 열어서, 이산화탄소를 흡수 저장한다. 다음날 태양에너지가 유용할 때, 전날 밤 세포 속에 산(acid)으로 저장된 이산화탄소를 화학형태로 바꾸어 당이 만들어지도록 한다. 웰위치아는 나자식물로서 특이한 것이다. 왜냐하면 다른 사막의 꽃이 피는 피자식물이 행하는 것과 같은 동일한 복잡한 이러한 기능을 수행할 수 있기 때문이다. 그러나 더 많은 연구가 이것을 입증하기 위해 필요하다.

프리드리히 웰위치아의 연구 덕분에 우리는 이 식물의 설계에 관하여 많은 것을 배웠다. 웰위치아는 생물체에 생명 유지와 제공을 위한 창조주의 솜씨에 대한 또 다른 증거이다. 이 독특한 식물은 갈증과 더위의 역경을 극복하고 생명을 유지하기 위한 특별한 설계를 가지고 있는 것이다. 이것은 하나님께서 우리 인간을 독특하게 창조하셨음을 상기시킨다. 목마르지 않는 생수가 되시며, 그 분의 살아있는 말씀을 흡수하기 위해서, 그래서 우리가 그를 즐기고 인생의 고난의 열기를 견딜 수 있도록 하기 위해서, 시편 기자는 이렇게 노래를 했다.

”복 있는 사람은 악인들의 꾀를 따르지 아니하며 죄인들의 길에 서지 아니하며 오만한 자들의 자리에 앉지 아니하고 오직 여호와의 율법을 즐거워하여 그의 율법을 주야로 묵상하는도다 그는 시냇가에 심은 나무가 철을 따라 열매를 맺으며 그 잎사귀가 마르지 아니함 같으니 그가 하는 모든 일이 다 형통하리로다” (시 1:1~3).


References

The Living Fossil: Welwitschia mirabilis. Nature Conservancy. Retrieved from taxusbaccata.hubpages.com/hub/Welwitschia-mirabilis on May 24, 2013.

Welwitschia mirabilis. Retrieved from www.plantzafrica.com/plantwxyz/welwitschia.htm on May 24, 2013.

 

출처 : AiG, October 23, 2013
URL : http://www.answersingenesis.org/articles/aid/v8/n1/mystery-plant-desert
번역자 : 문흥규
 
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