아하!(48): 식물들은 서로 말을 할 수 있을까?

 

아하!(48): 식물들은 서로 말을 할 수 있을까?

식물은 4억 년 이상 지구상에 존재해 온 생명체입니다. 식물은 생태계에서 중요한 역할을 하며 다양한 생물에게 산소, 먹이, 서식지를 제공합니다. 오랫동안 과학자들은 식물이 단순히 환경에 반응하는 수동적인 유기체라고 믿었습니다. 하지만 최근 연구에 따르면 식물은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 정교한 생명체라는 사실이 밝혀졌습니다. 식물 과학에서 가장 흥미로운 발견 중 하나는 식물이 서로 소통할 수 있다는 것입니다. 이 글에서는 식물이 소통하는 다양한 방법을 살펴보고 식물이 서로 소통할 수 있다는 것을 알아보겠습니다.

 

 

 

▌식물이 서로 의사소통하는 방법

1. 화학 신호를 통한 식물의 의사소통

식물은 화학 신호를 사용하여 서로 소통합니다. 화학 신호는 한 식물이 화학 화합물을 생산하고 방출하면 다른 식물이 이를 감지하는 것입니다. 화학 화합물은 공기, 토양 또는 물로 방출될 수 있으며, 가까운 곳에 있는 다른 식물에서 감지할 수 있습니다.

 

식물에서 화학적 신호의 가장 잘 알려진 예 중 하나는 부상을 입은 식물이 휘발성 유기 화합물(VOC)을 방출하는 것입니다. 식물이 곤충이나 다른 초식동물의 공격을 받으면 주변의 다른 식물에서 감지할 수 있는 VOC를 방출합니다. 이러한 VOC는 경고 신호로 작용하여 주변 식물에게 해당 지역에 위협이 있음을 알립니다. 그러면 주변 식물은 초식동물을 막기 위해 방어 화학물질의 생산을 늘릴 수 있습니다.

 

연구에 따르면 식물은 빛, 온도 또는 습도 변화와 같은 다른 자극에 반응하여 VOC를 방출할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 식물은 그늘에 있을 때 VOC를 방출하는데, 이는 식물을 잡아먹는 초식동물의 천적인 곤충을 유인할 수 있습니다. 이는 식물이 다양한 유형의 정보를 전달할 수 있는 복잡한 화학적 신호를 보낼 수 있다는 것을 보여줍니다.

 

식물이 화학적 신호를 통해 소통하는 또 다른 방법은 뿌리 삼출물을 방출하는 것입니다. 뿌리 삼출물은 식물 뿌리가 토양으로 방출하는 화학 화합물입니다. 이러한 화합물은 질소 고정 박테리아와 같은 유익한 토양 미생물을 끌어들여 식물이 토양에서 영양분을 흡수하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 해로운 미생물과 곤충을 퇴치하여 식물을 질병과 해충으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.

 

식물은 VOC와 뿌리 삼출물 외에도 다른 유형의 화학적 신호를 통해 소통할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 식물은 수분 매개자를 유인하는 페로몬을 생성하는 반면, 다른 식물은 경쟁 식물의 성장을 억제하는 동형 화학 물질을 생성합니다.

 

 

2. 전기 신호를 통한 식물 통신

식물은 화학적 신호 외에도 전기적 신호를 통해 소통할 수 있습니다. 전기 신호는 식물 내에서 전하의 이동을 포함하며, 다른 식물이 이를 감지할 수 있습니다.

 

식물에서 전기 신호의 가장 잘 알려진 예 중 하나는 활동 전위의 전파입니다. 활동 전위는 자극에 반응하여 세포에서 생성되는 전기 신호입니다. 식물에서 활동 전위는 식물 조직을 통해 전파되어 식물의 한 부분에서 다른 부분으로 정보가 전달될 수 있습니다.

 

연구에 따르면 식물은 활동 전위를 사용하여 촉각, 빛, 중력 등 다양한 자극에 반응할 수 있습니다. 예를 들어, 식물을 만지거나 흔들면 식물 조직을 통해 이동하는 활동 전위가 발생할 수 있습니다. 이로 인해 식물은 더 많은 방어 화학 물질을 생성하거나 추가 손상을 피하기 위해 성장 패턴을 변경할 수 있습니다.

 

식물은 또한 전기 신호를 사용하여 서로 통신할 수 있습니다. 한 연구에서 연구자들은 식물이 낮은 수준의 전압에 노출되면 주변 식물에 연쇄적인 활동 전위 반응을 일으킨다는 사실을 발견했습니다. 이는 식물이 포식자의 존재나 날씨 패턴의 변화와 같은 환경에 대한 정보를 전달하기 위해 전기 신호를 사용할 수 있음을 시사합니다.

 

 

3. 균근 네트워크를 통한 식물 통신

식물은 또한 균근 네트워크를 통해 서로 소통할 수 있습니다. 균근 네트워크는 서로 다른 식물의 뿌리를 연결하는 곰팡이 네트워크입니다. 이 네트워크는 식물이 식물 뿌리와 상호주의적 관계를 형성할 수 있는 균근 곰팡이와 결합할 때 형성됩니다. 균류는 식물이 토양에서 영양분을 흡수하도록 돕고, 식물은 균류에 탄수화물을 공급합니다.

 

최근 연구에 따르면 균근 네트워크는 식물이 서로 소통하는 데에도 사용될 수 있다고 합니다. 식물이 초식동물의 공격을 받으면 균근 네트워크에 화학 화합물을 방출할 수 있으며, 이 화합물은 네트워크에 연결된 다른 식물에 의해 감지될 수 있습니다. 이를 통해 주변 식물은 방어 화학 물질 생산을 늘려 임박한 공격에 대비할 수 있습니다.

 

초식동물의 공격 외에도 균근 네트워크는 영양소 가용성 및 기타 환경 조건에 대한 정보를 전송할 수도 있습니다. 예를 들어, 한 식물에 가뭄이 발생하면 균근 네트워크에 화학 화합물을 방출하여 네트워크에 연결된 다른 식물에서 이를 감지할 수 있습니다. 이를 통해 인접한 식물은 물 사용량을 조절하여 자원을 절약할 수 있습니다.

 

균근 네트워크의 발견은 식물이 자원을 놓고 경쟁하는 고독한 유기체라는 생각을 크게 반박했습니다. 대신 식물이 서로 협력하여 자원과 정보를 공유할 수 있는 복잡한 네트워크를 형성할 수 있음을 시사합니다.

 

 

▌속설에 대한 반박

식물이 서로 소통할 수 있다는 증거가 있음에도 불구하고 식물이 단순히 환경에 반응하는 수동적인 유기체라고 믿는 사람들이 여전히 존재합니다. 이러한 믿음은 식물에는 일반적으로 동물의 의사소통 및 인지와 관련된 중추신경계나 뇌가 없다는 가정에 근거한 경우가 많습니다.

 

그러나 이러한 가정은 식물이 환경을 감지하고 반응하는 고유한 메커니즘을 진화시켜 왔다는 사실을 간과하고 있습니다. 식물에는 중추신경계나 뇌가 없지만, 화학적 및 전기적 신호 경로와 같은 정보를 감지하고 처리하는 복잡한 시스템을 갖추고 있습니다.

 

또한, 의사소통에 중추신경계나 뇌가 필요하다는 생각은 다른 유기체의 증거에 의해 뒷받침되지 않습니다. 예를 들어, 많은 박테리아는 중추 신경계가 없음에도 불구하고 화학적 신호를 통해 서로 소통합니다. 마찬가지로 개미나 벌과 같은 사회적 곤충은 전통적인 뇌 구조가 없어도 페로몬과 기타 화학 신호를 통해 서로 소통할 수 있습니다.

 

 

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