(According to biology researchers, plants that are attacked immediately release compounds known as 'green leaf volatiles' or GLVs, which prime themselves but also other plants nearby. These compounds successfully defend the plant while only temporarily inhibiting the plant's growth. Credit: UTSA)
동물은 다른 포식자에게 쫓기거나 혹은 스트레스를 받는 상황에서는 위축되거나 약해집니다. 하지만 식물의 경우에는 여기에 큰 영향을 받지 않는다는 연구 결과가 나왔습니다. 텍사스 대학 (University of Texas at San Antonio (UTSA))의 요르겐 엔절버스 (Jurgen Engelberth) 교수가 이끄는 연구팀은 옥수수를 대상으로 GLVs (green leaf volatiles)에 대한 반응을 연구했습니다.
GLVs는 식물이 공격받을 때 내놓는 화학 물질로 곤충이나 초식 동물이 식물을 먹는 것을 방해할 뿐 아니라 이들의 천적을 유인하는 독특한 화학 물질입니다. 흥미로운 부분은 GLVs가 분비되면 주변 식물 역시 반응한다는 점입니다. 움직일 수 없는 식물에서 매우 중요한 방어 기전 중 하나일 것입니다. 따라서 식물은 공격받는 경우 GLVs를 열심히 만들면서 성장을 멈추게 됩니다. GLVs에 노출되는 경우 식물에게는 상당한 스트레스 상황일 것입니다.
연구팀은 옥수수를 대상으로 GLVs를 노출시켰습니다. 그 결과 성장률은 20% 정도 감소했는데, 식물이 열심히 방어용 화학 물질을 만들기 때문입니다. 하지만 실제 공격이 이뤄지지 않으면 수일 수 성장률이 다시 정상 상태로 돌아오는 것이 확인되었습니다. 초식동물에게 뜯어먹힌 후라도 식물의 성장은 특별히 낮아지지 않았습니다.
엄밀히 말하면 동물이 받는 스트레스와 다른 것이지만, 아무튼 스트레스 환경에서도 식물의 성장은 방어 물질을 만들기 위해서 일시적으로만 감소하는 것으로 보입니다. 사실 뜯어 먹힌 만큼 빨리 보충해야 하기 때문에 식물이 성장을 그만둘 이유는 없을 것입니다. 동물과는 다른 생존 조건이 스트레스 호르몬 혹은 페로몬에 다르게 반응하게 만들 것입니다.
한 가지 더 흥미로운 부분은 이 연구가 해충에 의해 작황이 나빠지는 이유 역시 설명해주고 있다는 것입니다. 식물이 많이 뜯어먹히지 않더라도 GLVs에 의해 작물들이 방어 물질을 만드는데 집중하면 아무래도 성장이 더디게 진행할 수 밖에 없는 것이죠. 물론 식물의 흥미로운 집단 방어 기전이기도 합니다.
참고
Jurgen Engelberth et al. The Costs of Green Leaf Volatile-Induced Defense Priming: Temporal Diversity in Growth Responses to Mechanical Wounding and Insect Herbivory, Plants (2019). DOI: 10.3390/plants8010023
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