(Researchers sampled trees growing in Vancouver Island's Carmanah Valley. Credit: TJ Watt)
일부 나무는 엄청나게 크게 자랄 뿐 아니라 아주 오래 살 수 있습니다. 하지만 수백년에 걸쳐 100m 가까이 자라는 나무라고 해도 그 시작은 하나의 세포였습니다. 아무튼 동물보다 훨씬 긴 수명과 엄청난 세포 수 때문에 필연적으로 이런 나무의 식물 세포는 동물 세포보다 많은 유전자 변이를 지닐 수밖에 없을 것입니다. 하지만 이에 대한 연구는 지금까지 부족했습니다.
브리티시 컬럼비아 대학의 빈센트 C. T. 한롱 (Vincent C. T. Hanlon, 사진)과 동료들은 밴쿠버 섬에 있는 카마냐 계곡에서 시트카 스푸루스 (Sitka spruce)의 샘플을 채취했습니다. 이 나무들은 220-500살 정도 된 것으로 평균 76m에 달합니다. 당연히 뿌리에서 높은 나뭇잎의 세포는 상당히 오래전 갈라진 세포의 후손들로 그 사이 상당한 유전적 변이가 축적되었을 가능성이 있습니다.
20 그루의 나무에서 채취한 샘플의 DNA를 분석한 결과 예상대로 상당한 유전적 변이가 관찰되었습니다. 하지만 대부분의 유전적 변이는 중요하지 않은 것이었습니다. 흥미로운 부분은 동물의 암세포처럼 무한 증식을 하는 치명적인 유전적 변이를 어떻게 통제하느냐인데, 이 연구에서 다룬 부분은 아니었습니다. 아무튼 이렇게 많은 세포가 오래 공존할 수 있다는 것은 치명적인 변이를 통제할 수 있는 어떤 메카니즘이 있다는 이야기일 것입니다.
연구팀은 이런 변이가 반드시 치명적 결과를 낳지는 않는다고 설명했습니다. 큰 나무는 크기 만큼 오랜 시간에 걸쳐 많은 씨앗을 뿌리게 되어 있는데, 유전적 변이 덕분에 같은 개체에서 나오는 씨앗도 서로 조금씩 다른 유전적 변이를 지니고 있습니다. 이는 다양한 환경에 대한 적응력을 높이고 진화 속도를 높여 세대가 긴 거대 나무가 환경에 잘 적응하게 돕습니다.
아무튼 어떤 기전으로 이렇게 큰 세포 집단이 치명적인 변이를 막고 개체를 유지할 수 있는지 궁금해지는 연구인 것 같습니다.
참고
Vincent C. T. Hanlon et al, Somatic mutations substantially increase the per-generation mutation rate in the conifer Picea sitchensis, Evolution Letters (2019). DOI: 10.1002/evl3.121
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