◎영 과학지,영·뉴질랜드학자 연구결과 발표/토마토 등 해충이 잎 먹을때 긴급경보/다른잎들 30분내 소화방해물질 분비

신경조직이 없는 식물도 신경계통이 발달된 고등동물과 마찬가지로 의사표시나 위험한 상태의 긴급전달수단으로 전기신호를 사용하고 있다는 흥미있는 연구가 최근 네이처지에 발표됐다.

영국과 뉴질랜드의 식물생리학자들은 어린 토마토 묘목이 풀쐐기유충에 의해 잎이 먹혀질때 『나는 지금 위급한 상황에 놓여 있기때문에 나를 구해주고 다른 잎들도 해충의 공격으로부터 자체의 방어준비를 하라』는 긴급 경고전기신호를 보내고 있음을 발견했다.

이 긴급경고 전기신호를 받은 토마토의 다른 잎들은 자체 방어수단으로 해충이 소화할 수 없는 방어용 화학물질을 내뿜어 댄다.

영국 과학평론가이자 존 인네스 연구소 세포생물학자인 카이드 로버트스박사는 식물세계에서 의사전달 수단으로서의 전기신호를 발견한 것은 앞으로 다른 식물의 의사전달 체계 연구에 중요한 자료가 된다고 주장했다.

특히 이러한 연구결과는 대부분 동물들이의사 전달수단으로 신경세포를 이용하는 방법과 동일한 것으로 볼 수 있을뿐 아니라 앞으로 동물과 식물간의 의사전달 체계의 비교연구에도 큰 도움을 줄 수 있다.

그러나 식물에서 새로 발견된 전기신호는 동물들이 사용하는 신경충격방법과 완전히 같은 것은 아니다.동물처럼 식물은 매우 빠른 신경신호를 보낼수가 없으며 적어도 30분 이내에 신호전달이 가능하다.동물은 강한 육식동물의 공격으로 부터 도망가거나 다른 먹이를 잡기 위해 빠른 신호전달이 필요하다.

지금까지 식물의 의사전달 체계를 연구하는 식물전기생이학은 많은 생물학자들에 의해 무시되거나 소홀히 돼왔다.그렇지만 식물에서 전기신호의 발견은 앞으로 식물학 연구의 방향을 제시하고 식물의 전기신호와 식물학간의 관계는 점성술과 천문학과의 관계처럼 더욱 밀접한 유대관계를 유지할 것으로 전망된다.

토마토의 방어경고 신호는 과학적으로 완전하게 입증하기는 아직 어렵다.워싱턴주립대 분자생물학자인 클레런스 라이언박사는 프로테인나제라는 억제인자가 토마토 방어분자라고 주장했다.라이언 박사는 얼마전 실험을 통해 해충이 토마토의 잎을 씹을때 이 잎속에서 단백질을 가수분해하는 프로테인나제효소가 해충의 소화효소 기능을 마비시켜 잎을 못먹게 한다는 것을 알아냈다.

한편 다른 식물생리학자들도 잎속에 들어있는 프로테인나제 효소 생성에 관련된 연구에서 이 효소가 최초의 경고위험 신호를 보내는 물질임을 밝혀냈다.

파리지옥풀과 같은 육식식물이나 미모사 따위의 접촉감수성 풀은 외부의 적이 가까이 오거나 접촉될때 전기신호를 이용,잎을 오므려 닫거나 잎사귀를 아래로 축 늘어뜨리는 물리작용을 한다.

식물학자들은 아직 식물의 어떤 세포가 전기신호를 보내고 있는지는 정확하게 규명하지 못하고 있다.그러나 해파리나 히드라와 같은 하등동물처럼 많은 식물들은 세포막과 세포막을 연결해 주는 원형질연락사가 전기신호를 전달해 주는기능을 맡고 있는 것으로 추정되고 있다.다른 실험에서도 원형질 연락사가 각종 전기신호를 전달해주는 통로가 되고 있음이 입증됐다.<최선록기자>