먹느냐 먹히느냐의 생존 경쟁을하고있는 야생 동물과 달리, 식물은 싸움과는 무관하게 보이지만, 실제로는 식물도 해충의 포식자를 상대로 밤낮 싸움을 벌이고있다. 그런 식물이 생존을 위해 사용하는 다양한 전략을 영국 요크 대학의 post-doctoral 연구원 인 마이크 뉴랜드 씨가 인간의 무기에 비유하여 설명하고있다.
뉴랜드 씨에 따르면, 식물은 수동적 인 피해자이기는 커녕, 진화 과정에서 매우 급진적 인 방어 수단을 몇가지 지니고 있다는 것. 그래서 뉴랜드 씨는, 식물이 가진 전략 및 화학 물질 중에서 인간의 전쟁에 사용되는 무기나 전법에도 통하는 부분이 있는 것 5가지를 선택했다.
■ 1. 조기 경보 시스템
식물이 실시하고있는 포식자 대책은, 화학 물질에 의한 것이 대부분이지만, 항상 강력한 화학 물질을 합성하고 있으면 부담이된다. 그래서 식물은 해충에 의한 식충이 일어나자마자 휘발성 물질을 방출하고, 마치 경보와 같이 근처의 식물에 위험을 전하고 강력한 화학 물질의 합성을 촉진한다.
뉴랜드 씨가 "조기 경보 시스템"에 비유하는 일련의 화학 반응은, 재스몬산류(JA)라는 호르몬이 트리거된다는 것.
식충에 의해 JA가 방출되면, 유해 화학 물질의 합성을 억제하는 "재스몬산 ZIM 도메인 단백질(JAZ)"라는 단백질이 분해된다. 이 기능에 의해, JA는 식물이 본래 가지고있는 "무기의 조립 라인"을 풀 가동시켜 포식자에 대응하는 화학 물질의 합성을 시작할 수있게된다.
식물은 또한, 휘발성 물질뿐만 아니라 지하 네트워크를 통해, 위험의 존재를 서로에게 전한다. 예를 들어, 콩과 식물을 사용한 실험에서는, 어느 줄기에 진딧물이 묻으면, 뿌리가 곰팡이의 집단이 연결되어있는 다른 줄기에도 방어 물질을 합성하는 것을 시작한다는 것이 확인되었다. 한편, 뿌리가 곰팡이에 연결되어 있지않은 줄기는 방어 물질을 합성하지 않았다고...
이 때문에 뉴랜드 씨는 "콩과 식물과 공생하는 균류는 생물적인 인터넷 회선처럼 기능하고, 식물에서 식물로 중요한 정보를 전달하는 것입니다"라고 말하고있다.
■ 2. 지원 요청
식물이 방출하는 휘발성 물질은, 식물끼리의 연락에 사용될 뿐만 아니라 다른 생물을 아군으로 사용할 수도 있다고. 예를 들어, 유럽산 옥수수의 일종은, 벌레에 먹힐 위험이 있으면, β-카리오필렌이라는 휘발성 물질을 방출한다.
이 물질에는, 유충의 천적 인 기생벌을 유인하는 작용이 있기 때문에, 애벌레는 곧 기생벌의 유충에 죽게된다. β-카리오필렌은 그 밖에도, 뿌리에서 방출해 육식 선형 동물을 유인하고 뿌리에 붙은 네키리무시를 없애는데에도 사용될 수도있다.
■ 3. 부비 트랩
실수로 식물체를 먹은 육식 동물에 대한 부비 트랩을 준비하는 식물도있다. 예를 들어, 양배추와 갓을 포함한 십자화과 식물은, 글루코시놀레이트라는 보기에 무해한 화학 물질을 미로시나제라는 효소와도 저장하고있다.
글루코시놀레이트와 미로시나제는 극히 얇은 세포벽으로 구분되어 있으며, 포식자가 이 세포벽을 파괴하면, 2개의 화학 물질이 반응하여 유독 가스를 발생시켜 포식자를 공격한다. 갈아서 잘게 한 무와 고추냉이가 강렬한 매운맛이되는 것도 이 작용에 의한 것이다라는 것. 이 부비 트랩은, 너무 강력해 식물체에 피해를 주는 진딧물처럼 바늘 모양의 관을 찌르는 것만의 공격에 대해서는 작동하지 않도록되어 있다고한다.
■ 4. 교란 공격
앞에서 이야기 했듯이, 아군이되는 곤충을 유인하는 식물이 있는 반면, 원수가되는 해충의 통신을 교란시키는 식물도 존재한다. 식물의 즙을 빨아버리는 해충 인 진딧물은, 육식성 곤충으로부터 공격을 받으면 경계 호르몬의 β-파르네센이라는 물질을 분비한다. 일부 식물도 진딧물을 감지하면 β-파르네센을 방출하여 진딧물을 쫓아버린다.
이에 대해, 진딧물은 식물이 방출하는 β-파르네센을 무시하는 것으로 대응하고 있지만, 일부 야생 감자는 한 수 높은 수단을 강구하고 있다. 그 감자는, 점착 질의 표면을 가진 잎에 β-파르네센을 포함하고 있으며, 진딧물이 점액에 빠져 몸부림치는 것으로 β-파르네센이 방출. 이 메커니즘에 의해, 감자는 진딧물이 정말 공격하고 몸부림 치고있는 것 같은 패턴으로 경계 호르몬을 방출하는 것이 가능하게되어 있다고한다.
■ 5. 응급 처치
인간과 동물이 부상을 당하면, 상처에 생긴 딱지 아래에서 활발하게 세포 분열을하고 상처를 치유한다. 마찬가지로, 손상된 식물 조직에서도 "상처 호르몬"이 분비되어, 세포 분열을 촉진시켜 손상의 회복을 도모한다. 또한 파괴 된 조직에서는 방부제 역할을 하는 휘발성 물질이 발생하고 세균이나 곰팡이 감염으로부터 조직을 보호하거나 다른 식물에 위험을 알리거나한다고.
뉴랜드 씨는 마지막으로 "생물이 생존을 위해 진화를 계속하지 않으면 안된다"라는 붉은 여왕 가설(어떤 대상이 변화하려고 해도 주변 환경과 경쟁 대상 역시 끊임없이 변화하기 때문에 상대적으로 뒤처지거나 제자리에 머무는 현상)에 언급하여 "식물과 식물을 먹으려고하는 곤충의 싸움은 붉은 여왕 가설에 기초한 군비 경쟁입니다. 둘 다 그 자리에서 단념하지않고 전력 질주하고있다"라고 결론지었다.
