식물의 방어전략

식물의 방어전략

식물들이 자신을 지키는 가장 기본적인 방법은 적이 아예 근처에 못 오게 하는 것이다.

제 몸의 무기를 이용하여 적의 접근을 막는 일, 이것이 방어의 첫 번째 전략이다. 식물의 가시나 털이 이런 역할을 한다.

억새의 유리질 가장자리는 먹고자 덤비는 짐승뿐 아니라 그 곁을 지나가기만 하는 동물에게도 쓰라린 상처를 남긴다.

어린잎의 무성한 털은 그것을 갉아 먹는 작은 에벌레에게 여간 성가시지 않다.

그러나 보다 적극적인 방법은 초식자들을 골탕 먹이는 물질을 생산하는 것이다.

식물이 만들어 내는 독물질은 크게 두 가지로 구분된다.

탄소화합물에 의한 양적 방어와 질소화합물에 의한 질적 방어가 그것이다. 

 목본식물의 방어전략

  

 

양적 방어의 범주는 주로 목본식물들에게서 일반적이다.

어린잎들은 단백질이나 지질, 당류와 같은 필수영양물질이 풍부하지만, 잎이 성숙함에 따라 페놀이나 탄닌과 같은 이차대사물질이 합성되어 독성을 지니고 소화가 어려운 잎으로 바뀐다.

뿐만 아니라 곤충이나 작은 짐승들이 이런 잎을 먹으면 천적을 알아보지 못하게 되기도 하며, 새끼를 낳는 것도 어려워지게 된다. 목본식물들이 값싸고 보편적인 탄소화합물로써 방어 작용을 하는 이유는 나무를 공격하는 대상이 너무 광범위하기 때문이다.

너무 많은 종들에 대항해서 각각의 대응물질을 만드는 일은 비효율적이다.

 

초본식물의 방어전략

 

질적 방어는 주로 초본식물들에게서 볼 수 있는 것으로, 동물들에게 치명적인 물질을 만들어 적극적인 방어를 구사하는 방식이다.

일반적으로 초본류에서 독한 물질이 만들어지는 이유는 짧은 생활사에서 그 원인을 찾을 수 있다.

 일 년밖에 살지 못하는 초본들의 경우 약탈자들에 의해 신체조직이 상해를 입는 일은 치명적 결함이 될 수 있다.

곧 꽃을 피우고 열매를 맺어 후대를 생산하는 일로 생이 마감되는 초본들에게 꽃을 제대로 피우지 못하거나 종자를 만들지 못하는 것은 영원한 말살을 의미하는 것이기 때문이다.

여러 해를 사는 목본식물에게 어느 해의 불량스런 생장은 이듬해의 생장으로 보상받을 수 있지만, 한해살이 식물들에게는 여분의 기회란 주어지지 않는 것이다.

 

식물들은 종종 속임수를 쓰기도 한다.

독이 있는 이웃 식물을 흉내 내거나, 주변에 있는 것들을 이용하여 자신을 가리거나 혹은 보호색을 띠기도 한다.

식물은 스스로를 지키기 위해서 주위에 구원을 용청하기도 한다.

곤충에게 먹이와 살 곳을 제공해 주면서 자신을 지키게 하기도 하고, 또는 자신을 공격하는 적을 무찌르기 위해서 그 적의 천적을 부르기도 하고, 일부러 제몸의 일부를 적에게 먹힘으로써 더욱 더 쑥쑥 자라기도 한다.

  다음은 식물들이 주로 방어를 위해 만들어 내는 이차대사물질의 종류를 나타낸 것이다.

  1. 테르펜류

   이소프렌이 모여서 된 탄화수소의 일종

   정유, 수지, 카로틴, 스텔롤, 라텍스, 고무 등 140여 종

   박테리아, 곰팡이, 기생충, 곤충 등을 죽이거나 발육, 증식을 억제하는 작용이 있기 때문에 살충제, 살균제, 방부제 등으로 이용

  2. 페놀화합물

   벤젠고리를 포함하는 방향족 화합물

   리그니, 탄닌, 프라보노이드 물질  

  타감작용: 자신과 경쟁하는 다른 식물의 발아나 생육을 억제

3. 알칼로이드 물질

   식물의 단백질 대사 과정에 만들어지는 이차대사산물로 질소를 포함

   주로 초본류에서 생산

   동물의 중추신경을 교란시켜 환각 작용을 일으키는 물질

   몰핀, 카페인, 퀴닌, 니코틴등

• 나뭇잎이 질기고 딱딱해지는 것은 나무가 스스로 지키기 위한 방법이다  • 엉겅퀴는 가시로 무장하고, 억세풀은 예리한 칼날을 세워 적을 위협하고,    박주가리는 독물질을 만들어 방어 전선을 구축한다

      

※ 식물은 달고 맛나던 아미노산이나 당류 대신 잎에는 매우 쓰고 떫은맛을 내는 탄닌 성분의 물질들이 대량으로 만들어 진다

      

※ 잎맥을 이루고 있는 리그닌, 셀룰로이스와 같이 질기고 딱딱한 물질들이 잎 전체에 생겨나고 두께도 두꺼워진다

      

※ 탄닌은 맛도 고약할 뿐 아니라 곤충의 소화기관 내에서 단백질이 소화되는 것을 방해한다

• 어린 참나무 잎을 먹고 행복했었던 딱정벌레도 6월이면 새로운 먹이를 찾아    떠나야 한다  • 딱딱하고 고약해진 잎은 이제 강한 턱을 가진 사슴벌레나 조직을 파고들어    진을 빨아먹는 작은 벌레만이 이용할 수 있다

 

식물의 방어전략

 

 

1.몸의 조직을 변화시켜 만든 제 몸의 무기를 이용하여 적의 접근을 막는다

 

  (물리적 방어: 가시 , 칼날, 톱니, 털 등)

 

 

잔디 같은 식물은 잎 가장자리에 규산염의 날카로운 칼날을 가지고 있음

 

(규산염은 식물이 흙에서 얻음 )

 

 

“ 쐐기털 ” 이란 식물은 온몸에 독 털을 가지고 있습니다.

 

 

2. 영양분이 부족하고 독성을 지니고 소화가 어려운 잎을 생산

 

   ( 페놀, 탄닌과 같은 2차대사물질이 합성됨 )

 

 

3. 곤충의 도움을 받는다.

 

- 옥수수,면화, 담배등은 애벌레가 오면 특수한 기체를 방출 하여 이웃집  말벌에게 구조요청을 합니다.

(말벌이 애벌레 처단)

 

 

- 열대 아카시아나무는 개미에게 살 집과 맛있는 진액을 제공 하고

 

  개미는 식물을 보호하며 개미의 배설물도 영양공급원.

 

 

- 어떤 식물은 해충이 침입하면 맛있는 수액을 바깥쪽에 있는 잎에 많이 보내서

 

  바깥쪽에 모인 해충을 무당벌레가 먹게함.

 

 

- 벚나무는 잎자루에 꿀샘을 만들어 개미를 불러 모은다.

 

  실상 꿀샘에는 꿀이 별로 없어 개미는 잎을 갉아먹는 벌레를 먹는다.

 

 

4. 초식자를 공격하기위한 화학물질을 만들어 화학전을 감행한다.

 

   ( “질적방어” 라고도 합니다.)

 

 

- 담배는 바이러스가 침입하면 경보물질을 발산하여 이웃 담배들이 대비하게함.

 

 

- 양파, 마늘은 조금만 상처가 나면 매운 냄새를 발산.

 

- 피톤치드, 송진도 식물이 자신을 지키기 위한 물질이다.

 

  특히 소나무는 다른 물질이 주변에 살지 못하도록 독한 화학물질을 내뿜는데

 

  너무 많이 내뿜으면 자기 자신도 피해를 본다 합니다.

 

 

- 미모사는 침입자가 자신의 잎을 건드리면 잎을 확 접어서 놀라게 합니다.

 

- 허브식물의 잎이나 줄기를 만지면 향이 나는데 사람에게는 이로우나 작은 벌레에게는 치명적인 독이 된다.

 

 

- 약용식물은 대부분 독초입니다.

 

 

- 은행나무는 청산가리 같은 성분을 합성하여 잎이나 열매에 저장해 두므로 은행나무는 벌레가 꼬이지

않음 (옛날에 어린이는 은행 열매를 5개 이상 먹지 않게 했다)

 

 

- 청미래덩굴은 잎에 세균증식을 억제하는 독이 있어 이 잎으로 떡을 싸서 찌면 떡이 오래 보관됨.

(떡을 좋아하는 일본인들이 한때 우리나라에서 청미래 잎을 많이 수입해갔다고 합니다.)

 

 

5. 양적방어 -목본식물들이 잎을 많이 생산하여 대처하는 방법

 

 

6. 어떤 식물은 공격받아 상처 난 부분을 일부러 떨어뜨린다.

 

 

7. 독이 있는 식물을 흉내 내거나 주변을 이용하여 자신을 가리거나 보호색을 만듬.

식물의 방어전략 2 - 독을 합성하라


지난번에는 장미의 가시가 왜 생겼는지 이야기를 했구나. 이번에는 식물들의 독소에 대해서 이야기 해보자.

지구사상의 생명체들은 끊임없이 좀더 나은 형태로 남기위하여 변화하고 있단다. 그건 지금도 진행 중이란다. 진화는 어떠한 조건이 만들어져야 일어날까? 그건 생명체들이 사회를 이루고 서로 경쟁할 때 일어나는 것이란다. 경쟁에서 살아남기 위해 좀더 나은 유전인자를 자기의 씨앗 속에 남기게 되고 이러한 작업을 수 천 번 반복하면서 진화하는 것이지. 그런데 이 속도가 몇 백 년 몇 천 년은 계속되어야 눈에 보이게 다른 형태가 되므로 우리가 실험으로 관찰하는 것은 어려운 일이란다. 여기서 주목할 것은 이 진화의 과정에서 식물들이 동물을 인식한다는 것이다. 수많은 동물들은 식물을 먹이로 하고 있지 않던? 식물의 입장애서 보면 자신의 몸이 누군가에게 먹힌다는 것은 지독한 고통이겠지. 이러한 이유로 식물들도 여기에 적절히 반응하면서 스스로 자신의 몸에 방어 장치를 하기 시작한 것이란다.

우리가 흔히 허브 식물이라 하여 향신료나 방향제로 쓰는 식물이 있는데 이 냄새가 인간에게는 좋은 용도로 쓰이지만 식물들은 자기를 동물들의 먹이가 되는 것을 막아 보고자 합성해낸 독이라고 볼 수 있다. 은행나무는 벌레가 먹지 않는 나무로 잘 알려져 있다. 향교에 가면 은행나무가 많이 심겨져 있는데 이 뜻이 나중에 과거에 급제 하고 공직에 나갔을 때 벌레에 먹히지 않는 사람이 되라는 뜻으로 심었다고 한다. 은행나무의 잎자루를 씹어 보면 쓰고 톡 쏘는 맛이 나는데 그 맛을 좋아할 동물들도 있을까? 은행나무는 먹으면 죽음에 이르는 강한 독소인 청산가리와 같은 성분을 합성해서 잎이나 열매에 저장해 둔단다. 어린이들은 은행 열매를 한번에 5개 이상 먹지 말라는 이유도 여기에 있다. 청미래덩굴이라는 식물이 있는데 이 잎을 일본 사람들이 우리나라에서 한때 많이 수입을 해갔던 적이 있다. 지금은 중국에서 수입해간 다고 하더구나. 그런데 이 잎을 왜 필요 했을까? 일본인들은 떡을 좋아 하는데 떡을 이 잎에 포장해서 찌는 전통이 있단다. 그 이유는 떡을 오래 보관하기 위해서지. 이 잎에는 세균의 증식을 억제하는 독이 있어서 이 잎으로 포장해서 떡을 찌면 떡을 오래도록 보관할 수 있었던 것이지. 우리나라에도 송편을 찔 때 솔잎을 쓰지 않던? 이 이유가 냉장고가 없었던 시절 음식을 좀더 오래 보관하기 위한 우리 조상들의 슬기가 있었던 거야. 향기도 좋고 음식을 오래 보관 할 수도 있었으니 일거양득 아니었겠니? 야외활동을 하다가 음식을 먹은 후 칫솔질을 해야 하는데 그럴 준비가 안돼 있다면 솔잎을 몇 장 따서 씹으면 좋다. 솔잎에는 충치균을 죽이는 아주 훌륭한 독소가 들어 있거든. 충치예방에는 자일리톨 껌을 씹는 것 보다는 이방법이 훨씬 낫다고 볼 수 있다. 한가지 예를 더 들어보자 산아저씨가 어렸을 적만 해도 학교에 가면 옻에 올려 학교에 온 어린이들을 흔히 볼 수 있었단다. 그게 얼마나 가려운가 하면 아토피 피부염에 심하게 시달리는 사람을 연상하면 꼭 맞다. 옻은 옻나무를 만지면 올린단다. 이 밖에도 수없이 많은 예를 들을 수 있다만 이정도만 예를 들어도 식물들이 얼마나 자기방어를 위해 애쓰고 있는지는 충분히 설명이 되지 않았을까?