식물의 전쟁

김용범

대학에진학하며우연히선택한생물학공부를마치고이후2년과5년을더배웠다.학위를마칠때쯤환경으로방향을틀어대기,수질,폐기물,악취등의환경영향평가를연구했다.문득잘못배달된이메일덕분에(?)버클리로가서박사후연구원으로지냈다.식물을이용해서오염물질등을제거하는식물복원(phytoremediation)을거쳐원래의전공인지베렐린신호전달이라는식물생리로돌아왔다.이때부터서로다른학문의융합이중요함을깨닫기시작했고,귀국해서는연구교수를하며원하는바를추구했다.
또다른우연덕분에만나게된국립환경과학원생태복원과에서는기후변화에의한생태영향을조사하며시료은행에저장할대상시료를찾아산으로강으로다녔다.그뒤과거의작은선행에따른인연으로대학시간강사가되었으나이는스스로의선택이었다.생물학을가르치며부침(浮沈)의시간을유전자관점으로돌아보다가인간이어떤존재인지이해하고,이제는우연히결정된생물학을좋아하고즐길수있게되었다.
지은책으로『배신의유전자가사회개혁을말하다』,『뇌는오줌냄새를맡는다』등이있다.

들어가는글

1전쟁의이해_모두의손해
1.아파트를나서며2.종간그리고종내전쟁ㆍ종간경쟁ㆍ종내경쟁3.쟁탈경쟁과간섭경쟁ㆍ자원의종류와전쟁전략

2자원의종류와전쟁전략
1.생존을위한필수요소2.전쟁의전리품_자원의종류3.전쟁전략ㆍ견디기ㆍ세우기ㆍ펼치기ㆍ끼치기ㆍ나누기ㆍ달리하기

3견디기전략
1.물과의전쟁ㆍ뿌리의물흡수ㆍ토양의물이동ㆍ물을올리는원동력ㆍ강수와식물ㆍ수생식물2.중력에대한투쟁ㆍ필요없는증산작용ㆍ식물의높이와잎의크기ㆍ중력의영향3.기후와온도적응ㆍ최적온도ㆍ식물의온도적응ㆍ동결과의사투4.건조와의전투ㆍ건조영향ㆍ고사리와기공ㆍ목마르면잎을내려ㆍCAM식물5.바람과의사투ㆍ바람의영향ㆍ바람과꽃가루받이ㆍ바람과피톤치드ㆍ숲과바람6.영양소작용과한계ㆍ무기영양소종류ㆍ무기이온의기능과흡수부위ㆍ영양물질과다와중금속

4세우기전략
1.떡잎의기능ㆍ콩나물ㆍ떡잎의역할2.줄기발달ㆍ포식저항과식물의높이ㆍ줄기의관다발과분열조직3.높이경쟁ㆍ지하부경쟁과식물의높이ㆍ경쟁과성장ㆍ높이경쟁ㆍ양수림과음수림ㆍ참나무6형제와식생천이4.틈새활용ㆍ덩굴식물과덩굴손ㆍ관목과엽록소

5펼치기전략
1.잎과기능ㆍ세상에서가장많은단백질ㆍ광억제피하기ㆍ식물체내탄소이동ㆍ잎의다른기능들2.잎의구조와환경적응ㆍ활엽수의잎ㆍ침엽수의잎3.펼쳐진가지ㆍ숲의빛투과도ㆍ굴성과자원확보ㆍ줄기의변형,포복경과지하경ㆍ나무의형태,수형4.세근발달과영양소흡수ㆍ뿌리의채굴과결핍대ㆍ세근의발달ㆍ무기염류의영향ㆍ비료의3원소

6끼치기전략
1.타감물질과영향ㆍ타감작용과자가중독ㆍ타감작용의대상ㆍ타감물질의종류ㆍ타감물질분석ㆍ제초제후보,타감물질2.식물의공격과방어ㆍ타감작용과식물밀도ㆍ환경과경쟁ㆍ타감물질의공여자종과표적자종3.광합성과타감물질ㆍ타감물질의작용ㆍ광합성의간접억제ㆍ광합성의직접억제4.타감작용의예ㆍ소나무ㆍ기후변화와타감작용ㆍ귀화식물의타감작용

7나누기전략
1.이타적행동ㆍ도와주기ㆍ혈연선택2.꽃과나눔ㆍ꽃과현화식물ㆍ꽃색과공진화ㆍ곤충부르기ㆍ개화시기와생식격리3.열매퍼뜨리기ㆍ과실의종류ㆍ개체능력을통한종자퍼뜨리기ㆍ자원을나누어퍼뜨리기ㆍ발아와휴면4.뿌리의공생ㆍ뿌리삼출물과근권미생물ㆍ질소고정과세균ㆍ뿌리혹의형성과정ㆍ인채굴과곰팡이ㆍ균근의구분

8달리하기전략
1.생식과유전적다양성ㆍ다양성의역할ㆍ무성생식과유성생식ㆍ근친교배피하기ㆍ수평적유전자전달ㆍ전위유전단위ㆍ유전체배수화ㆍ노이즈현상-유전자발현의조절2.다양성연결ㆍ세포간연결ㆍ춘계단명식물의생태적연결ㆍ균근네트워크3.다양한식물의생존방법ㆍ착생식물-거인의어깨위ㆍ기생식물과흡기ㆍ사냥과끈끈이주걱

9식물전쟁의함의
1.식물전략의확장2.경쟁승리전략의다양성3.능력확장과한계극복4.새로운능력개발5.경쟁패배자의운명6.인간의경쟁7.경쟁없는세상속으로

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식물의전쟁에서배우는
나눔과공존의가치

최근과학계를떠들썩하게만든사건이있다.서울대인공지능연구팀의표절논문사건이그것이다.세계최고권위의학회에제출했고,우수논문으로도선정되었는데알고보니여러논문을짜깁기한표절논문이었다.식물생리학자로식물이분투(奮鬪)하며살아가는모습을인간의삶에투영해온저자는이사건을‘경쟁의폐혜’로단언한다.부당한방법을쓴사람을가려내고자에너지가투입되는‘낭비’가발생하기때문이란다.낭비는결과적으로성장을저해하고새로운능력을키울가능성을줄여모두에게손해를끼친다는것이다.그렇다면식물의경쟁도그럴까?
식물은피할수없을때는어쩔수없이경쟁한다.하지만피할수있다면굳이경쟁하지않는다.경쟁보다는자신에게집중하고,자기만의독특한유전적능력을발전시켜나름의생존을이어간다.또자신이만든자원을나누며,다른종이나개체와협력하여공존을모색하고더나은생존가능성을찾아냄으로써스스로의한계를극복하는성숙하고도지혜로운태도를보인다.진정한승자의모습이다.
이책은식물생리학자인저자가한정된자원을놓고생존을위해치열하게싸우는식물의다양한전략들을,극심한경쟁사회에서살아가는인간의삶과대비해풀어쓴에세이형식의과학교양서다.소소한일상에서포착한식물생리에관한놀라운이야기들이사례별로진중하면서도흥미롭게펼쳐진다.


식물생리학자가일상에서포착한
식물의‘전쟁과평화’

나무가빽빽이들어찬숲은고요함으로가득하다.그러나가만히들여다보면땅위,땅속에서햇빛한줄기,영양소한조각이라도더얻으려는식물들의전쟁이한창이다.만일식물이서로싸우는과정에서새빨간피를흘린다면숲은온통피투성이일것이다.어떤화가가숲을빨간색으로표현해도이해할수있을것같다.
살기위해필사적일수밖에없는식물의생존전략을좀더자세하게살펴보자.
먼저견디기전략이다.메타세쿼이아의나무줄기는엄청나게굵은데이는중력을거슬러물을높이올려보내는힘을견디기위한방편이다.맛없기로소문난(?)장마철참외는광합성량이부족해당도가떨어지는데다잎이빗방울의무게를견디느라두께가두꺼워지고섬유질이증가해육질이뻣뻣하다.연잎은땅위의종들과경쟁을피하고물속에서도산소부족을견딜수있도록잎윗면에만통기조직이발달하는파격적인‘구조변경’을단행했다.
세우기전략은또어떤가.칡은키큰나무를만나면덩굴이그나무를타고올라가햇빛을차단하고자신이타고오른나무를죽이기도한다.귀화식물인가시박또한매우빠른속도로자라면서다른식물을덮쳐결국죽게만든다.‘너죽고나살자’전략인셈이다.다른이유로이전략을활용하는식물도있다.갈라파고스의선인장은자신을먹이로삼는이구아나때문에키를키워이구아나의먹이가되는것을피했다.선인장의아랫부분은매우단단해서이구아나가이부분을먹을도리는없다.
펼치기전략으로넘어가보자.대나무는햇빛을향해땅속줄기로뻗는다.위로올라가는방식이아니라옆으로움직이는방식이다.국수나무는비록동물처럼걷지는못하지만자신이있는곳에빛이적게들면빛이많이비치는쪽으로줄기를늘어뜨리고영양생식을통해햇빛이많은곳으로‘이동’한다.신박한방식이아닐수없다.호밀은측근을발달시켜다른토양이있는곳까지뿌리를뻗어서식범위를확대한다.
타감물질을분비하는끼치기전략도있다.식물은타감작용(Allelopathy,서로해를준다는뜻)을통해다른개체의성장을억제하기도하고촉진하기도한다.소나무의타감작용은갈로탄닌이란물질때문에생기는데소나무주변에다른식물이자라지못하게한다.자신에게해를입히는타감작용도있다.일본의양미역취는약2~3미터까지자라지만0.5미터쯤자랐을때꽃을피우기도한다.타감작용으로주변식물을몰아낸결과더는공격할대상이없어져자신을공격한것이다.자가중독이다.
나누기전략은상식에반하는고도의전략이다.식물은날아온벌에게자기가만든설탕(꿀)을나눔으로써꽃가루를퍼뜨린다.이때유전적으로강한배우자를찾고싶어하는식물의욕망은벌의능력으로대체되었는데벌은아름답고자신의눈에잘띄며꿀을많이주는꽃을찾아간다.병이들었을때는질병에관여하는살리실산을퍼뜨려경쟁상대였던주변식물이대비할수있도록경고하는등화학물질정보를주고받으며서로소통하고협력한다.
유전적다양성을만드는달리하기전략은어떨까.유전자가다양하지않으면그종은결코오래갈수없음을증명하는사건을통해그의미를짐작할수있다.바로대세였던그로미셸바나나의생산중단이다.그로미셸은1960년대에파나마병으로생산이중단되었고,지금은캐번디시바나나를주로재배한다.그런데최근캐번디시가변종파나마병에감염되면서바나나멸종문제가대두되었다.개나리꽃은암술과수술의길이를달리한두가지형태의꽃을피워근친교배를피하는데이역시유전적다양성을확보해오래도록종을존속하려는책략이다.

고착생물인식물은전쟁에서승리하기위해오랫동안다양한전략들을개발해왔다.그리고경쟁보다는나눔과협력을‘무기’로하여자신이가진한계를극복하고지구상에서가장번성한생물종이되었다.『식물의전쟁』은우리주변에서만나는식물들이어떻게살아가는지궁금한학생이나교사,일반독자들을위한책이다.모쪼록이책을통해식물의생존전략에담긴의미를발견하고우리의삶을돌아보는한편,식물이전하는깊은통찰과위로를만나기바란다.