봄을 시샘하는 꽃샘추위가 기승을 부리고 있지만, 봄꽃들은 연신 꽃망울을 활짝 터뜨리고 있다. 회색빛 도심에도 노랑·분홍 등 형형색색의 꽃 물결이 넘실거리고 있다. 겨우내 웅크렸던 대지에 봄이 왔음을 알리는 전령인 꽃. 그런데 식물들은 봄이 왔는지 어떻게 알아차리고 꽃을 피우는 것일까. 꽃에 숨은 과학의 세계로 들어가 보자.

●개나리는 왜 봄에 필까

식물에게 있어 꽃을 피우는 일은 종족이 살고 죽느냐를 결정하는 매우 중요한 과정이다. 식물은 꽃을 피워 그 안의 암술과 수술을 수정시킨 뒤 열매와 씨를 맺어 자손을 번식한다. 그러면 식물들은 왜 특정한 계절에 꽃을 피울까. 개나리는 왜 봄에 피고 국화는 가을에 필까. 특히 두해살이 식물은 어떻게 한 번의 겨울을 겪고 난 것을 기억해낼까. 과학자들은 식물내에는 꽃피는 시기를 조절하는 ‘개화 유전자’가 있다고 설명한다. 사람의 ‘생체시계’처럼 사계절에 따른 규칙적인 환경 변화를 감지, 최적의 기온 등 조건에 맞을 때 꽃을 피우는 ‘알람시계’가 있다는 것이다.

고려대 생명공학원 연구팀은 최근 식물에 있는 특정 유전자가 기온 변화를 인식해 꽃피는 시기를 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 “일조량은 변함 없는데도 기온에 따라 꽃이 제철보다 빨리 피는 현상이 나타나곤 하는데, 이는 식물내에 존재하는 ‘FCA’와 ‘FVE’라는 유전자의 변화로 나타나는 것”이라고 설명했다. 유전자를 조작하면 평소와 다른 기온 조건에서도 꽃을 피우는 ‘맞춤꽃’을 개발할 수 있다는 설명이다. 전남대 식물스트레스연구센터 연구팀도 빛이 아니라 온도에 따라 꽃을 피우거나 늦추는 새로운 개화 조절 유전자인 ‘ACG1’ 등을 밝혀냈다. 연구팀은 “기온이 내려가면 식물이 얼어붙지 않으려고 저온에 저항하는 유전자들을 움직이는 대신, 개화를 촉진하는 유전자는 억제한다.”고 설명했다.

●식물도 눈(目)이 있다.

사람은 눈의 홍채를 통해 들어오는 빛의 양을 조절한다. 카메라도 조리개를 이용해 조절한다. 식물도 이처럼 빛의 양을 조절하는 메커니즘을 갖고 있다는 연구 결과가 국내 연구진에 의해 처음으로 규명됐다. 포항공대 생명과학과 남홍길 교수와 유종상 박사 연구팀은 “홍채나 조리개처럼 식물에서도 흡수된 빛의 양을 필요에 맞게 적절히 조절하는 고도로 정교한 생화학적 조절 메커니즘이 존재한다.”고 설명했다. 싹이 틀 때부터 꽃을 피울 때까지 식물의 모든 성장과정은 빛 등에 의해 조절된다는 것이다. 연구팀은 “식물내에는 빛의 정보를 조절하는 핵심 기능을 가진 유전자 ‘PAPP5’가 있는데, 이 유전자가 빛의 양이나 밝기를 적절히 조절해 세포 활동이 최적의 상태로 유지되도록 도와준다.”고 설명했다.

●꽃가루는 비올 때 더 위험

자손 번식이라는 특명을 받고 하늘로 날아오르는 꽃가루는 사람의 호흡기로 들어가 꽃가루 알레르기를 일으킨다. 알레르기를 일으키는 꽃가루는 주로 나무와 잔디 등에서 나온다. 꽃가루는 바람이 부는 날보다 비 오는날 더 위험하다는 연구 결과가 나왔다. 호주 시드니대학 연구팀은 보고서를 통해 “천둥 번개를 동반한 비가 내릴 경우 대류의 급격한 순환이 유발되고, 꽃가루가 대기중에서 응집돼 다시 고농도로 뿌려지게 된다.”고 설명했다.

이영표기자 tomcat@seoul.co.kr