식물이 자신을 방어하는 한 방법

사진은 내용과 관계가 없습니다. 사진의 애벌레는 등대풀매나방(Hyles euphorbiae)

공포영화의 한 장면 같기도 하다.  어리고 배고픈 애벌레들의 무리가 무방비 상태의 토마토 식물에 달려들어 잔치를 벌였는데, 무언가를 먹기 시작하면서 잘못되었다. 잎으로는 더 이상 만족하지 못하고 제정신을 잃고 단 한 마리가 남을 때까지 동족끼리 잡아먹게 된다.  

애벌레들이 서로를 잡아먹게 된 건 토마토 식물의 방어전략일 뿐이다. 뿌리를 박고 움직이지 않는 식물들은 배고픈 곤충들에게 쉽게 목표가 되기에, 그들의 포식자가 서로에게 공격적으로 변하도록 하는 것 같은 또 다른 방어수단을 개발시켰다.  여러 식물들이 자신을 보호하기 위해 방어용 화합물을 방출한다. 어떤 식물은 자신을 덜매력적인 대상으로 만드는 한편, 또 다른 일부는 기생말벌을 불러 그들을 공격하는 대상에게 알을 낳도록 하기도 한다. 

토마토의 경우 적들이 가지고 있는 약점을 이용한다. 그들은 공격을 당하면 메틸 자스모네이트(methyl jasmonate)라는 화합물을 방출해 주변의 다른 식물들에게 대비하란 신호를 주고, 잎에 유해한 맛을 만들어낸다. 애벌레들은 생활이 어려워지면 서로를 돌보는 것으로 알려져 있어, 토마토는 스스로를 맛없게 만듦으로써 그러한 행위를 장려하는 것이다.

동족을 잡아먹는 애벌레와 사전 대비를 하는 식물에 관해서는 그동안 입증되어 왔다. 위스콘신 메디슨 대학의 연구원 John Orrock 씨는 여러 농도의 메틸 자스모네이트 용액을 토마토 식물에 뿌리고, 실험용기 안에 흔한 해충인 파밤나방 애벌레들을 넣었다. 각 식물에 화합물을 많이 살포할수록 애벌레들이 더 빨리 동족을 잡아먹게 되었다. 한편 그렇지 않은 식물들은 방어력을 빨리 발휘하지 못하여 잎이 완전히 먹혀 버렸다. 그런 식물들에서 애벌레들은 서로 조화롭게 살아갔다.  

식물의 행동은 두 단계로 작동했다. 애벌레를 잎에서 멀리 떨어지게 하는 한편, 애벌레의 전체 숫자도 줄인다. 그 전략은 일부 애벌레들이 살아남기 때문에 완전히 효과적이지는 않다. 그들은 일반적으로 아주 잘 먹고 생존할 가능성이 높다.  이 연구는 월요일 Nature Ecology and Evolution에 발표되었다.

Orrock 씨는 자신의 발견이 농업에서 해충을 통제하는 새로운 전략으로 이어지기를 희망하며, 그들이 곤충 개체들을 통해 병원균이 이동하는 방법을 해명할 수 있을 것이라 한다. 

애벌레가 한 식물에 머물러 있지 않으며 한 식물이 자신들을 받아주지 않으면 간단히 다른 식물로 이동할 수 있기에 이 전략은 현실세계에서 제대로 작동하지 않을 수 있다.  또한, 토마토 식물이 자연적으로 방출하는 메틸 자스모네이트는 애벌레의 아랫턱을 멈추기에는 너무 느린 걸로 밝혀졌다. 충분한 양의 화학물질을 방출했을 땐, 이미 모두 먹혀 버렸을 것이다. 

하지만 한 식물의 희생이 나머지 식물들을 구할 수 있다. 메틸 자스모네이트 같은 화학물이 다른 식물에게 신호로 기능하여, 방어를 준비하기 시작하려 이야기할 수 있다. 애벌레들이 도달하면 난처하고 경악하게 될지도 모른다.

해당 논문... https://www.nature.com/articles/s41559-017-0231-6.epdf?referrer_access_token=_q_uiMVUK3l4fm0Mqo8v39RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0N_BtPgfYvO13dbN32aF3Q1qtnDrl04eJzATJQeVPrvr6MF9Y1DtDnlCBN74-zHk-CHZlfXAnKM7jwUUBM6F559jV0lwlvQgoVrllZb4hSZUInU8zXAS9SeLfjJGjOo6iZS939mDoRZFBXQp6G23A_q5yyIOk0G_cO_NPW7zXojRlu74SjrZBCANhPf5OrzuZG_cK7IhtOM_u5VJvRoW238sZk9hC5dy01ySukNV8xdSQ%3D%3D&tracking_referrer=blogs.discovermagazine.com

출처... http://blogs.discovermagazine.com/d-brief/2017/07/10/cannibal-caterpillars-tomato-plants/