미생물로 부터 식물이 자기 스스로를 지키는 전략

안녕하세요?

이번 포스팅에서는 지난번 Newton 2017년 5월호에 개제가 되어 있었던 식물의 생존 전략을 이어서 포스팅 하고자 합니다. 지난번 포스팅은 아래의 링크를 타고 가시면, 보실 수 있습니다.

링크 : 동물과 곤충으로 부터 식물이 자기 스스로를 방어하는 전략

이번 포스팅에서는 지난번에 동물과 곤충으로 부터 식물의 방어전략을 살펴 보았는데, 이번에는 눈에 보이지 않는 미생물로 부터 스스로를 방어하는 전략을 중점적으로 소개할까 합니다.

1) 왁스층의 사용

우선 식물의 세포는 동물과는 다르게, 세포벽이라는 기관이 있어서 물리적인 침투가 쉽지 않습니다. 그런 표피에 있는 식물세포 위에는 왁스층이라고 해서, ㅣ물을 튕겨내는 왁스로 덮혀 있다고 합니다. 수분이 잎의 표면에 없기 때문에 원천적으로 세균과 곰팡이가 자랄 수 있는 환경을 만들지 않음은 물론, 물리적으로도 세포벽과 함께 더욱 두터운 방어막을 형성하고 있습니다.

2) 향균물질의 사용

식물 세포의 안에는 '액포'라는 큰 방이 있는데, 여기에는 여러가지 향균 물질이 있다고 합니다. 대표적으로 감귤의 향을 만드는 '리모넨'이나 찻잎에 들어가 있는 '카테킨'도 향균물질의 일종이라고 합니다. 위 그림에서 묘사한 것 처럼, 세포벽에 구멍이 나서 세균과 곰팡이가 침투합니다. 그러나 액포에서 항균물질을 분비해서 침입자에 맞서게 되는 방어전략을 사용한다고 합니다.

3) 과민반응-세포사멸

비록 위의 그림에서는 자폭 스위치를 누르는 것으로 묘사가 디었으나, 실제로는 세균이나 곰팡이와 같은 미생물에 식물세포가 감염되면, 식물세포는 자기 세포내에 과다하게 많은 활성산소를 생산한다고 합니다. 이러한 활성 산소는 결국 세포 자신을 사멸 시키는데, 이 과정을 통해서 침입한 미생물이 더 이상 식물 안에서 퍼져 나가는 것을 막는다고 합니다. Newton의 기사에 따르면 이렇게 식물세포가 자살을 하는 기작을 '과민반응'이라고 부릅니다.

4)강화된 세포벽

식물세포의 세포벽은 셀룰로오스나 리그닌으로 구성이 되는데, 이런 구성물질의 함량을 높여서 세포벽을 더 특튼하게 하는 방어전략을 구사한다고 합니다. 위 그림에서 묘사된 것으로는 통상의 세포벽이 나무 울타리와 같아서 세균과 곰팡이가 뚫으려는 시도를 할 수 있지만, 돌벽처럼 강화된 식물세포의 세포벽은 뚫을 수 없습니다.

Newton의 기사에서 언급하기로는 3번의 과민반응과 연계한다고 합니다. 즉, 감염이 된 세포는 과민반응을 일으켜서 스스로 사멸하고, 주변의 식물세포들은 세포벽을 강화하는 방식으로 세균과 곰팡이와 같은 미생물의 침입을 차단한다고 합니다.

5)휘발성 항균물질의 사용

다섯번째의 경우는 대표적으로 잎사귀를 찢으면 '풀잎향'이 나는데, 이 향기의 정체가 '푸른잎 알코올'이라고 하는 휘발성 항균물질이라고 합니다. 평소에도 식물은 이런 휘발성 항균물질을 내보내어서 세균과 곰팡이의 침입을 차단하고 있는데, 상처가 나면 더욱 많이 분비해서 미생물로 부터 스스로를 방어한다고 합니다.

1번부터 5번까지 방법이 각각 따로만 쓰이는 것이 아니라 서로 연계가 되어 있어서, 이러한 작용을 통해서 식물은 스스로를 이중, 삼중의 방어막을 치고 있다고 합니다. 이번 포스팅은 여기까지로 마치며, 다음 포스팅에서는 마지막으로 식물이 같은 식물 간의 경쟁에서 어떠한 전략을 사용하는 지를 이 블로그에 올리겠습니다.