애벌레 공격에 토마토잎이 방어물질 내면 애벌레끼리 잡아먹어

애벌레 공격에 토마토잎이 방어물질 내면 애벌레끼리 잡아먹어

식물, 생각 이상의 정교강력한 방어기제 갖춰…인근 식물에 공중신호 보내기도

(서울=연합뉴스) 윤동영 기자 = 토마토 나무(실제론 풀)에 메틸 자스모네이트라는 물질을 뿌리면 토마토 나무는 일종의 방어 반응으로 토마토 잎을 먹고 사는 애벌레에 독성을 띠는 물질을 만들어 낸다. 그러면 애벌레는 영양 섭취를 위해 토마토 나뭇잎을 먹지 않고 애벌레들끼리 서로 잡아먹는 동족 살육전을 벌인다.




식물은 동물과 달리 숨거나 달아나는 데 필요한 다리도 없고 해충을 보거나 그 냄새를 맡는 눈도 코도 없지만 우리가 생각하는 이상으로 자신을 보호하기 위해 정교하고 강력한 방어 능력을 갖췄음을 보여주는 연구 결과들이 속속 나오고 있는 가운데, 학술지 `자연생태와 진화' 최신호에 실린 토마토 나무와 애벌레 실험도 이를 재확인했다고 뉴욕타임스가 11일(현지시간) 전했다.

잎이나 줄기를 갉아먹는 벌레가 그 식물을 공격하면 식물은 벌레가 싫어하거나 소화하기 어렵거나 벌레에 해를 끼치는 독성을 가진 물질을 내놓는다. 동물의 면역 반응에 해당한다고 할 수 있다. 또한 토마토 잎을 먹고 사는 애벌레는 토마토 잎을 못 먹게 되면 서로 잡아먹는다.

미국 위스콘신대 매디슨 캠퍼스의 진화생태학자 존 오록을 비롯한 연구진은 식물과 동물의 이 2가지 행태를 조합해, 식물의 방어체계가 애벌레의 행태에 어떻게 영향을 미치는지를 관찰했다.

식물에 아무런 자극을 주지 않는 물질과 메틸 자스모네이트를 양을 다르게 뿌린 토마토 나무들에 각각 애벌레 8마리를 올려놓고 애벌레가 토마토 나뭇잎을 먹는지 서로 잡아먹는지 행태 변화를 8일간 지켜봤다.

애벌레들은 중성물질을 뿌렸거나 농도가 낮은 메틸 자스모네이트를 뿌린 토마토 나무에선 줄기가 드러날 때까지 잎을 남김없이 먹은 뒤에야 서로를 잡아먹었다. 그러나 자스모네이트를 많이 뿌려 방어기제가 강하게 작동한 나무에선 잎을 먹는 것을 일찌감치 포기하고 동료 애벌레들로 육식을 했다.

오록 박사는 "8마리로 시작한 애벌레가 실험 끝 날엔 한두 마리만 남았다"고 뉴욕타임스에 설명했다.

식물의 방어기제에서 더 신기한 점은, 일부 식물은 개별 그루 내부에서 뿐 아니라 주변의 같은 종 식물들에도 공격받았다는 신호를 전달하는 능력을 가졌다는 것이다.

즉, 한 식물의 한 잎이 공격받으면 그 그루의 다른 쪽 잎은 물론, 주변의 다른 그루들도 공기를 통해 방어물질의 발산 사실을 탐지하고 애벌레의 공격을 받기 전에 자신들의 방어체제를 조기 가동한다.

드물기는 하지만 이런 경고 신호가 다른 종의 식물들에도 작용하는 경우가 있다. 산쑥, 토마토, 담배의 초본 식물은 서로 방어 신호를 공유할 수 있다.

식물이 독성 물질로 방어벽을 치면 애벌레들은 다른 그루로 옮기는가? 그럴 경우 그 다른 그루는 이미 공중신호를 받아서 방어물질을 발현해 놓을 것인가? 식물과 애벌레간 상호작용을 더 깊숙이 연구하면 인간에도 해로운 살충제를 덜 쓰는 방법을 찾을 수도 있다고 뉴욕타임스는 말했다.

ydy@yna.co.kr

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