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식물들만의 유·무선 통신망 있다 (균근네트워크)
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씨앗
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2014-02-16 22:03:13 | 조회 : 1,835 |
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해충때문에 농약을 하면 토양 내 네트워크가 깨지지 않을까?
지구의 식물를 포함한 생명은 스스로 문제를 해결하는 방법을 이미 알고, 그렇게 하고 있는 것같다.
식물들만의 유·무선 통신망 있다 | 생태환경
StoneHinge 2013.05.22 06:54 http://blog.daum.net/stonehinge/8728719
- 무선통신 해충 공격 받으면 경고물질 방출, 옆에 있는 나무들 대비하게 해
- 유선통신 뿌리에 사는 곰팡이들 균사 연결, 멀리 있는 나무까지
영화 '아바타'에 나오는 판도라 행성에서는 모든 식물 뿌리들이 연결돼 뇌 신경망처럼 거대한 정보 네트워크를 이룬다. 나비족(族)의 간절한 기도를 받은 '영혼의 나무'는 이 네트워크를 통해 모든 동물에게 판도라를 파괴하는 인간 군대에 대항하라는 총동원령을 내린다.
지구에서도 판도라 행성에서처럼 식물들이 서로 정보를 주고받는 땅속 네트워크가 있다는 연구 결과가 잇따라 나왔다. 네트워크 회로는 뿌리 끝에 공생(共生)하는 곰팡이와 같은 미생물. 식물이 해충의 공격을 받으면 곰팡이가 다른 식물들에 경고 신호를 보낸다는 것이다.
◇뿌리 곰팡이 통해 해충 알려
식물은 해충의 공격을 받으면 공중에 경고 물질을 방출한다. 주변 식물들은 경고 물질을 탐지해 미리 해충에 대비한다. 일종의 무선(無線) 통신인 셈. 그렇다면 공기를 통한 신호 전달이 불가능해지면 어떻게 될까.
영국 에버딘대 연구진은 공기를 통한 물질 이동을 막기 위해 콩과식물인 잠두를 각각 비닐 봉지로 모두 감쌌다. 그러고는 비닐 봉지 하나를 열고 해충인 진디를 넣은 뒤 다시 막았다. 이 잠두는 진디의 천적인 기생벌을 부르는 화학 물질을 방출했다. 그런데 비닐 봉지로 둘러싼 다른 잠두들도 똑같은 화학 물질을 방출했다.
연구진은 잠두 뿌리에 있는 공생 곰팡이인 균근(菌根)이 새로운 정보 전달자 역할을 했다고 설명했다. 광합성을 하지 못하는 곰팡이는 식물 뿌리를 통해 탄수화물 같은 영양분을 얻는다. 식물은 뿌리보다 훨씬 멀리 뻗어 있는 실 같은 곰팡이 균사(菌絲)를 통해 성장에 필요한 인과 미네랄 등을 얻는다.
실험에서 처음 진디 공격이 일어난 주변의 잠두에서만 같은 방어 행동이 나타났다. 조금 떨어진 잠두는 변화가 없었다. 연구진은 "인접한 식물들만 뿌리에 사는 곰팡이들이 균사로 서로 연결돼 있기 때문"이라고 설명했다. 이를테면 공기를 통한 식물의 '전시(戰時) 무선 통신망'이 차단되자, 곰팡이 균사들의 '지하 유선 통신망'이 대신 가동된 셈이다. 연구 결과는 이달 초 국제학술지 '이콜로지 레터스(Ecology Letters)' 인터넷판에 실렸다.
◇곰팡이는 식물 세계의 인터넷
곰팡이가 식물의 통신망이 된다는 주장은 2010년 중국 남중국농업대 연구진이 국제학술지 '플로스 원'에 처음 발표했다. 연구진은 토마토를 한 쌍씩 붙여 심어 뿌리의 균근이 서로 연결되도록 했다. 한쪽에 줄기마름병을 일으키는 병원성 곰팡이를 뿌리자, 곧 토마토가 병에 걸렸다. 한참 지나 바로 옆 토마토를 봤더니 줄기마름병이 훨씬 덜했다. 병원체에 저항하는 유전자와 효소도 활발하게 작동하고 있었다.
중국 연구진도 각각의 토마토에 비닐 봉지를 씌워 공기를 통한 경고 물질 전달을 차단했다. 연구진은 처음 마름병 곰팡이에 감염된 토마토가 뿌리에 연결된 균근을 통해 경고 신호를 바로 옆 토마토에 전달했다고 주장했다.
연구진은 "균사는 땅속 멀리까지 뻗어가 다른 식물에서 나온 균사와 엉켜 신호물질 전달에 안성맞춤"이라고 밝혔다. 공기를 통한 경고 물질 전달은 느리고, 바람과 같은 날씨 상태에 크게 좌우된다. 식물 뿌리 자체도 화학 물질을 분비할 수 있으나 멀리 가지 못한다. 연구진은 균근을 '식물 세계의 인터넷'이라고 불렀다. 한국생명공학연구원 류충민 박사는 "맞닿은 뿌리를 통한 경고 물질 전달은 확인됐다"며 "뿌리를 넘어 균근으로까지 신호전달 체계가 확대되려면 전달되는 물질이 무엇인지 밝혀내야 할 것"이라고 말했다.
◇천연 살충제로 활용 가능
캐나다 브리티시 컬럼비아대 연구진은 2009년 캐나다의 숲 전체를 연결하는 거대한 균근 네트워크를 발견했다. 나무 하나는 균근을 통해 30m 이상 떨어진 주변 수십 그루의 나무와 연결된 것으로 나타났다. 곰팡이는 심지어 종이 다른 나무에도 연결돼 있었다.
하지만 현대 농업은 곰팡이 네트워크를 망가뜨리고 있다. 브리티시 컬럼비아대 수잔 시마드 교수는 "비료를 많이 쓰면서 농작물이 뿌리에서 곰팡이를 필요로 하지 않게 됐다"며 "이는 농작물 자체의 질병 저항력을 잃어버리는 것"이라고 주장했다.
에버딘대 연구진은 균근 네트워크를 이용한 일종의 '희생 식물' 전략을 제안했다. 진디 피해가 큰 작물 중간에 일부러 진디에 취약한 식물을 심는다. 희생 식물은 진디에 당하겠지만, 땅속 균근으로 연결된 다른 작물들은 경고신호를 받고 사전에 대응 태세를 취할 수 있다는 것이다.
http://blog.daum.net/2mokpo/5572452
식물은 초식 곤충의 습격을 받으면 휘발성 화학물질을 방출해 주위에 경보를 발령한다. 잔디를 깎을 때 나는 상큼한 냄새가 바로 이 물질이다. 그런데 식물의 소통방식이 이제껏 알던 것보다 훨씬 다양하고 우리의 상상을 넘어선다는 사실이 밝혀지고 있다.
진딧물이 날아와 수액을 빨아먹기 시작했다고 치자. 식물은 방출하던 화학물질 성분을 재빨리 초식 곤충이 싫어하는 성분으로 바꾼다. 이 화학물질은 진딧물에 기생하는 말벌을 끌어들이는 구실도 한다. 말하자면 공격을 당한 식물이 포식곤충에게 “도와줘요!”하고 외치는 꼴이다.
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