韓·美·日 의사소통 연구결과 잇따라 발표

‘식물들은 수다쟁이?’ 식물도 다양한 화학물질을 통해 의사소통을 한다는 연구 결과들이 속속 제시되고 있다. 조용하기만 하다고 생각했던 식물이 주변 식물이나 미생물 등과 끊임없이 의사소통을 하고 있었던 것이다.

한국생명공학연구원 류충민 책임연구원 연구팀은 최근 고추가 진액을 빨아 먹는 해충 ‘온실가루이’(흰색파리)의 공격을 받으면 유용한 미생물을 뿌리 쪽에 모아 면역력을 증진시킨다는 사실을 새롭게 규명했다. 식물이 미생물과의 대화를 통해 자기에게 유리한 면역 환경을 만든다는 사실이 밝혀진 것은 처음이다. 연구팀은 3주 된 고추 모종을 심은 다음 온실가루이를 풀어 놓고 이를 온실가루이 없이 자란 고추와 비교했다. 3주 뒤 온실가루이가 공격한 고추의 줄기 무게는 약 20%가 줄어든 반면 뿌리 무게는 50% 정도가 늘어났다. 뿌리 주변의 미생물을 조사한 결과, 유익한 세균과 곰팡이가 많이 모여 있었다.

류 연구원은 “고추 체내에서 해충이 공격한다는 신호가 뿌리 쪽으로 내려가 미생물을 끌어들인 것”이라며 “미생물이 분비한 식물 생장호르몬 때문에 뿌리가 많이 자랐고, 해충에 저항하느라 에너지를 많이 쓴 줄기는 생장이 더뎌졌다.”고 설명했다. 고추가 내부와 외부 네트워킹을 활용해 해충이나 세균에 대한 자기 방어력을 증진시킨 셈이다. 류 연구원은 “유도 물질을 찾아내거나 작동 원리를 밝혀내면 해충을 농약 없이 퇴치할 수 있을 것”이라고 말했다.

●미생물 등과 대화… 자기방어력 키워

식물도 혈연관계를 인식한다는 연구 결과도 있다. 가까이서 자라는 혈연관계의 식물들끼리 서로 의사소통을 해 협력하고 생존율을 높인다는 것이다. 식물이 곤충 등의 공격을 받으면 휘발성 물질을 풍겨 다른 식물에 경고를 한다.

이 점에 착안해 미국 캘리포니아대학과 일본 교토대학 연구진은 야생 환경에서 산쑥의 일종인 아르테미시아 트리덴타타의 포기를 나눠 부모 곁에, 또는 관련이 없는 산쑥 옆에서 자라도록 하면서 각 포기에 마치 메뚜기가 뜯어 먹은 것과 같은 상처를 냈다. 1년 뒤 연구진은 유전적으로 똑같은 포기 옆에 자라는 산쑥은 혈연관계가 없는 포기 옆에 자라는 산쑥에 비해 동물의 피해를 42% 적게 입었음을 밝혀냈다.

연구진은 상처 입은 산쑥 포기가 유전적으로 자신과 같은 이웃 포기에 공격이 임박했음을 알리고 경고를 받은 식물이 스스로를 어떻게든 보호한 결과라고 설명했다. 반면 자신과 혈연관계가 없는 이웃에는 이런 경고를 하지 않은 것이다. 연구진은 “식물이 우리의 상상보다 훨씬 복잡한 능력을 갖추고 있음을 보여주는 것”이라고 말했다.

●스트레스 받으면 아스피린 유사 성분 방출

식물은 또 스트레스를 받으면 아스피린과 유사한 성분을 만들어 공기 중에 방출하기도 한다. 미국 국립대기연구센터(NCAR) 연구진은 스트레스를 받은 식물 위쪽 공기 중에서 아스피린과 유사한 화학성분인 살리실산메틸(C8H803) 성분이 검출됐다고 밝혔다. 가뭄이나 계절에 안 맞는 기온 등으로 스트레스를 받은 식물들이 살리실산메틸을 기체로 방출한 것이다.

식물 스스로 아스피린을 만들어내 스트레스 환경에서 자신을 지키는 일종의 면역체계였던 셈이다. 연구진은 “사람은 해열제로 아스피린을 먹지만 식물은 스스로 아스피린과 같은 화학물질을 생산하는 능력이 있어 생화학적 방어 기능을 강화하고 손상을 줄이는 단백질을 합성한다.”면서 “식물들 사이의 의사소통이 생태계 수준에서 이루어진다는 것을 보여주는 구체적인 증거”라고 설명했다.

김효섭기자 newworld@seoul.co.kr