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식물에서 이메일 시스템이 확인되었다!
: 이러한 고도의 복잡성은 진화론을 부정한다.
(Plant Email System Described)
CEH

   사람들은 암호화된 정보를 포함하는 장거리 신호전달 시스템은 무엇이라 부르고 있는가?

일본 연구자들은 일종의 신호(signal)로 작용하는 암호화된 정보의 끈(a coded string of information)을 확인했다. 하지만 그것은 이메일에서 가져온 것이 아니었다. 그것은 변변찮은 실험실 식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana) 식물 내부에 있는 한 분자였다. Phys.org(2017. 3. 27) 지의 보도에 의하면, 나고야 대학의 과학자들은 식물의 꼭대기가 질소 결핍에 빠졌을 때, 뿌리에게 그것을 말해주는, 뿌리에게 빠르게 보내지는 한 폴리펩티드(polypeptide)를 확인했다는 것이다.

폴리펩티드는 아미노산들의 무작위적인 끈이 아니다. 식물이 의도적인 반응을 만들어내기 위해서 인식되어야만 하는 하나의 질서정연한 순서이다. 그 보도는 이것이 양방향 의사소통 경로(two-way communication pathway)라는 것을 보여주었다. 그것은 이메일(email)과 같이 분자에 들어있는 메시지이다 :

식물은 그들의 영양분을 적극적으로 채집할 수는 없지만, 그럼에도 불구하고 장거리 신호전달 메커니즘을 사용하여, 영양결핍이나 다양한 환경 분포와 관련된 문제를 극복할 수 있다. 이는 경쟁 우위와 생산성을 결정하는데 도움이 된다. 예를 들어, 질소(보통 질산염의 형태)는 식물 성장에 필수적이지만, 종종 토양의 여기저기에 존재한다. 질소가 결핍된 뿌리는 이동식 식물호르몬(CEP)을 발산하고, 이것은 위쪽의 잎으로 이동되어, 질소가 더 많은 위치에 있는 뿌리에 보상적 질소 섭취를 유발시킨다. 이 CEP 신호는 잎에 있는 수용체 단백질에 의해 수신되지만, 뿌리로 발사되는 반응 신호와 관련된 분자는 알려져 있지 않다.

그것은 뿌리에서 나오는 첫 번째 신호일 뿐이다. 그 신호가 잎에 수신되면, 잎은 발사 시에만 활성화되는 유전자들의 스위치를 켠다. 신호전달 회로가 완료되려면, 메시지가 뿌리로 다시 내려갈 필요가 있다. 연구자들은 그 신호를 찾기를 기대하면서, 그들의 메시지를 가로채어 살펴보았다 :

연구자들은 뿌리에서 이들 폴리펩티드가 축적됨을 발견했다. 그러나 그것을 암호화하고 있는 유전자들은 단지 발사 시에만 발현되었다. 이것은 폴리펩티드가 뿌리로 발사되는 이동하는 하강 신호로서 작용한다는 것을 나타낸다.

이메일 시스템과 비교해 보면, 이것은 그리 간단한 것이 아니라는 것을 그 기사는 보여준다 :

이러한 복잡한 신호전달 시스템은 식물이 영양소를 얻는 효율을 극대화하고, 비료 사용을 개선하고, 식물 생산성을 향상시키는 데 활용될 수 있다.

자, 당신은 무엇을 알게 되었는가? 식물은 일종의 인트라넷(intranet)을 가지고 있으며, 이메일로 통신을 하고 있다는 것이다. 이것은 흥미로운 이야기 거리가 될 수 있다. 당신의 사무실에 있는 식물들은 다른 언어의 이메일을 사용하고 있는 것이다.

 

*4/08/2017 : Nature Scientific Reports(2017. 4. 7) 지의 한 논문은 가뭄 상황에서 뿌리와 잎 사이의 '시너지 효과'에 대해서 보고하고 있었다. 저자들은 식물의 모든 부분들이 서로 서로 연락을 취하고 있는, 신호전달, 크로스톡(crosstalk), 피드백 루프(feedback loops)에 대해서 말하고 있었다 :

가뭄(drought)을 겪을 때, 잎은 뿌리보다 민감했고, 뿌리와 씨앗의 형태는 크게 바뀌었다. 가뭄 기간이 24시간을 초과하면, 일부 생리학적 변화는 비가역적이었다. 가뭄 스트레스에 반응하는 뿌리에서는 에너지 및 단백질 대사가 자극되지만, 잎에서는 억제되었다. 가뭄은 잎에서의 광합성을 크게 억제한다. 뿌리와 잎 모두에서 14-3-3-유사 단백질 A(14-3-3-like protein A)가 PPI 네트워크 분석에 의해 정의된, 가뭄 스트레스에 대한 시너지 효과에 중요한 역할을 했다. 가뭄 스트레스에 대한 반응과 관련된 신호전달 과정을 이해하는 열쇠는, 이러한 조건에서 뿌리와 잎을 연결하는 크로스톡(crosstalk) 경로에서 찾을 수 있을 것이다. 우리의 결과는 가뭄 스트레스를 견디는 식물 적응의 분자적 메커니즘에 새로운 통찰력을 제공한다.

그들은 잔디 계통의 한 식물을 가지고 실험을 했다. 잔디밭을 걸을 때, 발아래에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 상상해보라. 잔디의 입장에서는, 그들의 통신망에 가해지고 있는 전자기펄스(EMP) 공격과 같을 수도 있을 것이다. 그러나 그들은 좋은 복구시스템을 갖고 있다.

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우리는 처음으로 '식물의 이메일'의 가능성을 보고했었고(CEH, 7/13/2001), 그것에 매료됐었다. 이 이야기는 그러한 개념이 과학을 발전시키는데 유익하다는 것을 입증하고 있다. 통역사가 없이는, 일련의 아미노산 끈들은 아무런 의미가 없으며, 식물 양쪽 끝에 있는 유전자들은 언어 규칙을 이해하고 있어야만 한다는 점에 유의하라. 이러한 신호전달 시스템은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complex, 환원 불가능한 복잡성)인 것이다. 왜냐하면, 모든 복잡한 부품들이 하나라도 부족해도 기능은 완전히 정지되기 때문이다. 모든 정교한 부품들이 동시에 모두 존재해야만 기능을 할 수 있는 것이다. 따라서 이러한 시스템은 점진적 진화 과정을 통해서 하나씩 하나씩 생겨날 수 없다. 생물에서 발견되는 통신시스템은 지적설계에 대한 강력한 증거인 것이다. 생물들에서 발견되는 경이로운 기능들이 모두 무작위적인 돌연변이들에 의해서 우연히 생겨났을 것이라고 주장하는 진화론은 이러한 증거들로 인해 기각되는 것이다.

 

출처 : CEH, 2017. 4. 7
URL : http://crev.info/2017/04/plant-email-system-described/
번역자 : 미디어위원회

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91. 식물들도 면역계를 가지고 있었다. (Plants Have an Immune System, Too)
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97. 생물들의 놀라운 기술과 생체모방공학 : 이러한 기술들이 모두 우연히 생겨났을까? (Inspiring Life Tricks)
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