싸우는 식물

책소개

 

“평화로워 보이는 식물도 사실 치열한 싸움 속에서 살아간다.”

우리가 미처 몰랐던 경이로운 식물의 세계로 안내하는

한 식물학자의 흥미로운 지적 탐험의 기록

 

동물과는 달리 정적이고 수동적으로 보이는 식물의 세계, 과연 보이는 것처럼 평화로울까? 일본의 대표적 식물학자이자 농학 박사인 저자는 식물에 대한 오랜 연구와 깊은 통찰을 통해 “평화로워 보이는 식물도 사실 치열한 싸움 속에서 살아가고 그것이 자연계의 진실”임을 밝히면서 이 책을 시작한다. 『싸우는 식물』은 일본에서 출간 당시 ‘무관심했던 식물에 대한 생각을 바꿔놓은 책’ ‘우리가 미처 눈치채지 못한 식물의 삶의 현장을 발견하게 된다.’라는 평가와 함께 주목을 받았다. 생존의 각축장인 자연계에서 식물이 환경, 병원균, 곤충, 동물, 인간에 이르는 주변의 모든 것들과 투쟁하면서 펼치는 놀라운 전략과 전술을 한 편의 드라마 혹은 다큐멘터리처럼 보여주는 매력적인 식물학책이다.

 

흔히 ‘약자’로 여겨지는 식물이 생존을 위해 다양한 상대와 벌이는 싸움의 모습을 생동감 넘치게 담아내고 있다. 식물은 적을 속이고, 이용하고, 배신하고 끝내 동맹을 통해 공생하는 등 다양한 생존 전략을 구사한다. 소나무와 호두나무의 경우, 자신의 성장을 위해 뿌리에서 나오는 물질로 주변 식물의 성장을 막는 보이지 않는 화학전을 벌이는가 하면, 해충의 습격으로부터 자신을 보호하기 위해 개미를 경호원으로 고용하는 식물들이 있고, 병원균의 확산을 막기 위해 식물 세포는 자폭을 최후의 수단으로 삼기도 한다.

 

‘사는 것이 얼마나 힘든 것인지 배우기 위해 내 아이들에게 추천하고 싶다.’는 평에서 알 수 있듯이 식물의 삶은 흡사 인간사를 들여다보듯 역동적이다. 움직이지 못하는 식물이 자신의 자리에서 꿋꿋이 살아가며 성공과 균형을 이루어낸다는 사실에 감탄하고 매료될 것이다.

 

 

 

목차

제1라운드 식물vs식물

평화 없는 식물계와 투쟁하는 식물들

 

치열한 경쟁 사회

햇빛과 수분, 토양 등의 자원을 둘러싸고 식물끼리 치열한 싸움을 벌여야만 한다.

 

가장 치열한, 햇빛을 둘러싼 경쟁

서로 위를 향해 자란다.

그만그만한 키의 현상

위쪽에만 잎이 모여 있는 모습을 수관 초관이라고 부른다.

식물은 햇빛을 둘러싸고 공간을 쟁탈하면서 숲을 형성한다.

 

승리의 열쇠는 성장 속도 - 나팔꽃 관찰 일기

덩굴식물이라서 빨리 자란다. 일반 식물의 줄기는 지탱하기 위해..

덩굴식물은 절약한 성장 에너지를 키가 자라는 데 사용할 수 있기 때문에 단기간에 빠르게 성장한다.

식물의 경쟁은 속도에서 승부가 난다.

 

덩굴식물이 가늘고 길게 자라는 이유

메꽃: 떡잎-덩굴-본 잎

나팔꽃, 메꽃: 나선형

오이, 수세미: 용수철 같은 덩굴손

담쟁이덩굴: 흡반

장미: 덩굴성, 가시를 이용해 주변 식물에 걸치고 기댄다.

교살식물

반기생식물: 겨우살이

완전기생식물: 야고, 새삼, 실새삼

세상에서 가장 큰 꽃의 정체: 라플레시아는 포도과 식물의 뿌리에 기생.

보이지 않는 화학전: 타감 작용, 알렐로파시- 소나무, 호두나무, 양미역취

 

제2라운드 식물vs환경

고난을 이겨내는 싸움의 기술

 

싸우지 않고 승리한다=CSR 전략

C: 경쟁형(강자의 전략)

S: 스트레스 내성형(선인장, 고산식물)

R: 교란 내성형(잡초)

• 선인장에 가시: 동물로부터 보호, 물 증발을 막기 위해 잎을 가시로 만듬, 햇빛 차단, 줄기로 광합성, 표면적이 가장 적은 둥근 형태. 코팅, CAM체계(밤에 기공을 열어 이산화탄소를 받아들이고 농축, 낮에는 기공을 닫고 저장한 이산화탄소로 광합성)

• C4식물: 터보 엔진으로 파워 업, 기공을 열 때 이산화탄소를 농축해 기공 여는 횟수를 줄인다.

• 물이 부족할수록 뿌리가 성장한다. 비대 성장한 덩이줄기와 뿌리: 택사, 고구마, 감자 등

• 잡초의 종자은행: 잡초 씨는 햇볕을 쬐면 싹이 트는 성질이 있는 것이 많다.

 

제3라운드 식물vs병원균

병원균에 대처하는 식물의 방어 태세

어느 날 나뭇잎 위에서 벌어지는 비상사태

유도체는 식물에 병원균이 감염되었을 때 방어 반응을 유도하는 ‘유도인자’를 통틀어 이르는 말.

대부분의 균은 식물의 방어 체계에 방해를 받아서 식물을 감염하지 못한다.

병원균은 방어 체계가 작동되지 않게 억제인자를 방출한다.

계속되는 싸움을 반복하면서 진화.

싸움의 시작

잎 표면의 두꺼운 왁스층

왁스층 아래의 벽에 항균물질 축적

‘기공’ 폐쇄

부서진 세포벽의 부분에 세포 내 물질을 응집해 방어벽을 친다.

산소는 폐기물이었다

광합성에 따른 폐기물

모든 것을 녹슬게 하는 무서운 독성 물질이자, 폭발적인 에너지원

대기 중에 산소 농도가 증가한 것은 환경오염이기도 했다.

산소가 일으킨 생물의 진화

산소를 이용해 콜라겐을 만들어 몸을 거대화

산소의 순환

식물의 무기이자 방어 체계, 활성산소의 등장

결사적 작전 ‘적과 함께 자폭하라!’: 세포 자살

식물의 잎에 반점 모양의 갈변: 병의 증상이 나타난 것이기도 하고 세포가 자살해서 병원균을 가둔 흔적이기도 하다.

균과 대항하기 위해 만든 활성산소를 없애기 위해 항산화물질을 만들고, 이 물질은 인간의 활성산소까지도 깨끗이 치워준다.

안토시아닌: 항산화물질, 항균 활성, 저온 동결 방지, 곤충 유인과 과일을 물들여 새를 꼬실 때도, 자외선 흡수와 보호

 

뿌리혹박테리아를 맞이하는 콩과 식물의 자세

콩과 식물의 뿌리에 들어간 뿌리혹박테리아 대부분은 안쪽으로 초대되지 못하고 콩과 식물의 가녀린 뿌리털 속에 갇혀 있는 것이다. 전체 질소의 총량을 확인해 박테리아의 수를 신중히 판단하고 질소고정 능력이 적은 뿌리혹에는 양분을 끊어버린다.

뿌리혹도 침입한 병원균이니 불평할 수도 없다.

 

 

 

제4라운드 식물vs곤충

 

막강한 적을 물리치는 유일한 수단, 독살

유럽에서 창가에 꽃을 장식하는 이유: 벌레가 들어오지 않도록

왜 편식하는 곤충이 많을까: 식물과 곤충의 경쟁 관계를 통한 진화

쥐방울덩굴과 사향제비나비

이질풀의 탄닌

과일과 채소의 단면이 공기와 접촉하면 갈색으로 변색: 탄닌이 산화해 단면을 지키려는 현상.

시계Rhc은 독나비의 알을 모방한 노란 돌기로 독나비가 알을 낳는 것을 막아 자신을 지킨다.

식물의 정유 성분: 도와줘~ 기생벌.

꿀벌이 나뭇가지에 벌집을 매단 것은: 개미가 무서워..

개미를 경호원으로: 진딧물, 가루이, 개각충, 뿔매미 등

 

제5라운드 식물vs동물

‘먹고 먹히는’ 관계에서 식물이 살아가는 법

속씨식물의 확대와 공룡시대의 종

속씨식물을 먹는 공룡

유독식물이 공룡을 쫓아냈다:알카로이드 중독설

토끼는 마취제인 아트로핀(가지과 식물)이 듣지 않는다.

유칼립투스의 유독 성분과 코알라

호랑가시나무는 노목이 되면 가시가 없어지고 잎이 둥글어진다.

쐐기풀: 가시와 독.

시큼한 레몬 열매: 앵무새와 잉꼬

남천의 독성과 적당히 먹어라

도토리나무의 풍년과 흉년: 다람쥐 개체수 조절

 

 

 

13

햇빛이 없으면 살아갈 수 없는 식물은 서로 경쟁하며 잎을 펼쳐 햇빛을 받으려고 한다.

모든 식물이 햇빛을 받으려고 잎을 펼치므로, 더 많은 햇빛을 차지하려면 다른 식물보다 높은 위치를 점해야한다.

이렇게 식물은 서로 경쟁하면서 위를 향해 자란다.

 

51 52

고성능 c4광합성은 여름의 고온과 강한 햇빛 아래에서 높은 잠재력을 발휘한다.

c3회로에서는 지나치게 강한 햇빛을 광합성이 따라가지 못해 광합성량이 한계점에 도달해버린다.

그러나 c4식물은 다르다. 내리쬐는 채양 빛이 강하면 강할수록 광합성 속도는 점점 가속도가 붙는다.

c4식물은 어떻게 수분의 증발을 막을 수 있을까? c4식물은 기공을 옆 때 들어오는 이산화탄소를 농축할 수 있다. 기공을 열는 횟수를 줄일 수 있는 것이다.

기공을 열지 않으면 수분의 증발을 제한해 수분을 절약할 수 있게 된다.

그래서 c4회로가 있는 식물은 건조한 장소에서도 멀쩡하다.

잡초가 가뭄에도 시들지 않고 푸른 것은 그 것 때문이다.