식물이 식물과 경쟁을 하기 위해 선택하는 교묘한 전략

안녕하세요?

이번 포스팅이 Newton 2017년 5월호에 싣려있던 기사인 [식물에 감추어진 교묘한 생존전략]이라는 기사를 읽고나서, 이에 대해 포스팅을 하는 3번째 시간이 되었습니다. 원래는 한개의 포스팅에 모두 다 다루려고 하였습니다만, 너무 분량이 길어지는 감이 있어서 부득이 하게 3부분으로 나누어야만 했습니다.

링크 : 동물과 곤충으로 부터 식물이 자기 스스로를 방어하는 전략

링크 : 미생물로 부터 식물이 자기 스스로를 지키는 전략

이제 식물의 전략에 대한 마지막 시간으로, 이번 포스팅에서는 식물이 미생물과 곤충, 동물만이 아니라, 같은 식물끼리도 경쟁이 있는데, 어떤 전략을 사용하는 지에 대해서 포스팅을 하고자 합니다.

1)알렐로파시(Allelopathy)

Newton의 기사에서는 그냥 가볍게 언급을 하고 넘어갔습니다만, 저는 흥미롭다고 생각해서 위에 그림까지 그려서 설명을 시작하고자 합니다. 알렐로파지(allelopathy)는 우리말로 하면 '타감작용'이라고 이야기를 하는 작용으로, 위 그림처럼 식물이 주변에 다른 식물이 자라지 못하게 하기 위한 작용입니다.

위 그림에서 묘사된 것처럼 먼저 식물은 자기 주변에다가 알렐로 케미컬(allelochemical)이라고 해서, 우리말로 옮기면 타감물질이라는 것을 분비합니다. 이 타감물질은 같은 종류의 식물은 생장을 돕는 역할을 하지만, 위 그림의 우측에 묘사된 것 처럼 다른 종류의 식물이 자라는 것을 방해하는 역할을 합니다. 그래서 보통은 식물이 같은 종류의 식물끼리 군집을 형성한 것을 볼 수 있는데, 이게 다 타감물질을 이용한 타감작용의 결과라고 합니다.

2)기생식물

다른 식물에 기생하는 식물로 유명한 것ㄹ이 바로 위에 첨부된 사진에 있는 겨우살이라고 합니다. 개인적으로는 약초로만 알고 있었지, 그렇게 많이 생각을 해 보지는 않았는데, 겨우살이는 새의 배설물을 통해서 숙주가 되는 나무위에 씨앗을 내리고, 뿌리를 파고들게 한 다음, 한겨울에도 잎을 펴서 광합성을 한다고 합니다. 

이 외에도 Newton의 기사에서는 라플레시아, 나도수정초와 같은 다른 종류의 기생식물을 언급하고 있는데, 얘네들의 공통점은 그냥 토양에 자기 스스로 뿌리내려서 살아가는 것이 아니라, 이미 기존에 자리잡은 식물로 부터 영양분을 빼앗아서 자기들이 사용한다는 점입니다. 즉 말 그대로 다른 식물에 식물이 기생을 하는 것입니다.

3)혹독한 환경 에서의 번식

경쟁자가 적은 사막과 같은 혹독한 환경을 선택해서 자라는 식물이 있는데, 대표적인 식물이 위에 있는 사진에 나와있는 선인장과 같은 식물입니다. 즉 식물간의 경쟁이 덜한 지역인 혹독한 환경에서 자라는 것을 선택한 사례인데, Newton에서는 선인장이 어떻게 사막과 같은 환경에서 살아 남았는지에 대해서 설명을 하고 있습니다.

선인장은 우선 '꿩의 비름형 유기산 대사(CAM, 캠)'이라는 독측한 신진대사를 기본으로 해서 광합성을 한다고 합니다. 선인장의 CAM은 일반적인 광합성에 비해서 그 효율이 낮지만, 차가운 밤에 식물의 기공이 열려서 대기중의 이산화탄소를 흡입하는 방식으로 수분이 쓸데없이 증발하는 것을 방지합니다. 그러면 그 결과 위에 올려진 그림의 왼쪽과 같이 이산화탄소가 선인장의 안에 들어가서 '사과산'이라고도 하는 '말산'으로 합성합니다.

그러다가 낮이 되면 이제 말산을 분해해서 이산화탄소를 얻은 다음, 이 이산화탄소를 가지고서 광합성에 들어간다고 합니다. 보통의 식물이 낮에 기공을 열어서 이산화 탄소를 흡입하는 것에 비해서, 선인장은 밤에 기공을 열어 이산화 탄소를 흡입하고, 기온이 뜨거운 낮에는 기공을 닫아서 수분의 손실을 최소화 하고 있습니다. 

본론으로 돌아와서, 결고 경쟁자가 적은 환경에서 살아남는 방법이 쉬운것은 아니지만, 식물은 이처럼 다양한 신진대사과정을 만들어 내어서, 혹독한 환경에서 자라고 있습니다.

4)식충식물

식물의 또 다른 생존 방식은 바로 곤충을 잡아먹어서 영양분을 보충하는 전략이 있다고 합니다. 위에 올라온 파리지옥풀과 같은 경우가 대표적입니다. 식충식물이라고 해서 광합성을 하지 않는 것도 아니고, 엄연히 광합성을 통해서 영양분을 얻고 생장하고 있습니다. 하지만, 얘네들은 이것만 가지고서는 부족했는 모양인지 곤충을 잡아먹는 것으로 영양분을 추가적으로 보충하는 기능이 있다고 합니다. 

어떻게 보면 식물간의 경쟁에는 아무런 관련이 없을 수도 있지만, 이렇게 광합성 이외에 영양분을 보충할 수단을 갖추는 것만으로도 보통의 식물에 비해서 더 많은 영양분을 섭취할 수 있고, 이를 바탕으로 다른 식물보다 우위에 서는 방법을 쓴다고 할 수 있습니다.

5) 인간 이용

큰 설명이 필요없이, 상당수의 식량작물이나 약용으로 재배되는 식물은 인류가 개량해 왔습니다. 하지만 식물의 입장에서 본다면, 인간이야 말로 식물이 생장하는 데 가장 이로운 환경을 제공해 주기에, 일부 식물들의 전략은 인간을 이용하는-인간이 선호하는 형질을 가졌다고 기사는 언급하고 있습니다. 

양배추의 경우를 기사에서 언급하고 있는데, 잎이 넓게 펼쳐지지 않는 것은 광합성이라는 측면에서는 불리하지만, 인간이 잎이 넓게 펼쳐지지 않는 형질의 양배추를 선호하고 있기 때문에, 우리가 볼 수 있는 양배추는 대다수가 잎이 오므려져 있는 형질을 띄고 있습니다.

기사에서는 식물이 먹이 사슬의 최하위권에 위치한다고 언급하고 있습니다. 그러나 이 기사를 읽고나서 가만히 식물을 들여다 보면, 식물도 식물 나름의 전략이 있으며, 살아가기 위해서 치열하게 경쟁하고 있다고 합니다.