(Female bumblebees visiting flowers of Chamaecrista latistipula in the wild. The insect makes internal parts of the flower vibrate in order to extract protein-rich pollen grains, which it carries away to feed to the colony's larvae. Credit: Anselmo Nogueira)
토양에 있는 박테리아는 식물과 밀접한 연관된 공생 생태계를 이루고 있습니다. 둘 중 하나가 없어지면 서로의 생존에 상당한 악영향이 생길 정도입니다. 최근 과학자들은 생존은 물론이고 번식에도 영향을 줄 수 있다는 사실을 발견했습니다.
브라질 연방대학의 안셀머 노구에라 교수(Anselmo Nogueira, a professor at the Federal University of the ABC's Center for Natural and Human Sciences (CCNH-UFABC))가 이끄는 연구팀은 콩과 식물의 하나인 Chamaecrista latistipula와 토양 미생물을 연구하던 중 미생물이 번식에도 도움을 준다는 사실을 발견했습니다.
이 식물은 특정한 꿀벌의 진동을 감지해 꽃가루를 배출하기 때문에 번식을 위해서 꿀벌을 끌어들이는 것이 중요합니다. 연구팀은 토양 미생물이 이 과정에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험을 진행했습니다.
우선 연구팀은 미생물을 완전히 살균한 실험용 토양과 모래를 이용해 모래가 90%이고 미생물이 없는 토양, 모래가 90%이고 질소 고정 미생물인 rhizobia를 넣은 토양, 유기물이 풍부하고 미생물이 없는 토양, 유기물이 풍부하고 rhizobia 미생물이 있는 토양 네 곳에서 식물을 키웠습니다.
연구 결과 예상대로 유기물도 없고 미생물이 없는 토양에서는 C. latistipula가 잘 자라지 못했습니다. 미생물이 없지만 유기물과 영양소가 충분한 토양에서는 식물이 잘 자란 편이었으나 꽃의
스펙트럼을 분석한 결과 꿀벌을 유인하는 색상이 부족한 점이 드러났습니다. 오히려 미생물이 있는 척박한 토양에서 자란 C. latistipula가 꿀벌 눈에는 더 매력적으로 보였습니다.
이 식물들의 뿌리를 분석한 결과 연구팀은 rhizobia 미생물이 식물 뿌리에 질소만이 아니라 아미노산과 단백질을 공급하고 있다는 사실을 발견했습니다. 식물은 박테리아에게 당 형태로 먹이를 공급하고 대신 많은 필수 영양소를 제공받는 것입니다.
사실 식물 뿐 아니라 우리 인간도 장내 미생물과 밀접한 공생 관계를 유지하면서 여러 가지 영양분을 공급받고 건강한 면역 상태를 유지하는데 중요한 역할을 합니다. 혼자 살아가는 사람이 없는 것처럼 혼자 살아가는 생명체도 없게 마련입니다.
참고
https://phys.org/news/2024-09-presence-bacteria-soil-pollinators.html
Caroline Souza et al, Nitrogen‐fixing bacteria boost floral attractiveness in a tropical legume species during nutrient limitation, American Journal of Botany (2024). DOI: 10.1002/ajb2.16363
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