(The parasitic plant dodder taps into a host plant's supply of water and nutrients, growing into its host's vascular tissue. Credit: Joel McNeal, Kennesaw State University)
보통 기생이라고 하면 기생충을 먼저 떠올릴 만큼 일반적으로 벌레나 곤충 같은 동물을 생각하지만, 사실 균류나 식물도 기생을 합니다. 일부 기생 식물은 아예 광합성을 포기하고 숙주 식물의 양분을 이용해 살아갑니다. 기생 식물은 새삼속 에만 100-170종이 존재할 만큼 흔한 생물입니다.
펜실베니아 주립 대학의 클라우드 데 팜피스 교수 (Claude dePamphilis, professor of biology at Penn State)가 이끄는 연구팀은 새삼속(dodder)의 기생 식물의 놀라운 능력을 조사했습니다. 이 식물은 숙주의 양분은 물론 유전자까지 뺏아 자신을 위해 사용하는 재주가 있습니다. 숙주의 유전자는 숙주 식물을 속여 더 효과적으로 양분을 뺏거나 혹은 공격하는 데 사용됩니다.
다른 생물의 DNA를 전달받는 수평적 유전자 전이 (Horizontal gene transfer)는 박테리아에서는 드문 일이 아니지만, 식물처럼 복잡한 생물체에서 특정 목적을 지니고 일어나기는 쉽지 않은 일입니다. 대개 다세포 생물에서의 유전자 전이는 바이러스에 위해 우연히 생깁니다. 그러나 항상 예외는 있게 마련입니다.
연구팀은 새삼속이 100여종의 기능을 지닌 유전자를 숙주로부터 획득했다는 사실을 확인했습니다. 그리고 108개의 외부 유전자 가운데 18개가 모든 종에서 관찰된다는 사실을 발견했습니다. 연구팀은 새삼의 공통 조상이 훔친 18개의 유전자가 이 기생 식물의 성공에 큰 기여를 했다고 보고 있습니다. 초기에 성공적인 유전자 도둑질 덕분에 수많은 후손들이 번성한 것입니다.
비록 좋은 뜻으로 들리지는 않지만, 기생 역시 생명의 놀라운 신비입니다. 기생 식물의 진화 역시 생명의 경이 가운데 하나일 것입니다.
참고
Convergent horizontal gene transfer and cross-talk of mobile nucleic acids in parasitic plants, Nature Plants (2019). DOI: 10.1038/s41477-019-0458-0
댓글
댓글 쓰기