엄마 아빠 아무도 닮지 않은 감자의 비밀

 (Non-tuber-bearing and tuber-bearing species of the potato plantYuxin Jia and Pei Wang)

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토마토, 옥수수, 밀, 쌀 등 우리가 주로 먹는 주요 작물들은 사실 인간에 의해 많은 변형이 이뤄진 식물로 원래 조상이 무엇이었는지 찾는 것조차 쉽지 않습니다. 감자의 경우 야생 감자들이 있어 어디서 기원했는지는 상대적으로 쉽게 파악이 가능하지만, 감자 자체의 조상이 어떻게 지금 같은 덩이줄기 (tuber)를 지닌 식물이 됐는지는 여전히 미스터리입니다. 왜냐하면 감자의 조상 중 누구도 덩이줄기를 지니고 있지 않기 때문입니다.

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중국 과학원의 이 이끄는 연구팀은 이 질문에 대한 답을 얻기 위해 감자와 가장 가까운 근연 그룹이지만, 덩이줄기는 없는 에투버로숨 (etuberosum)과 토마토, 현생 감자 450종과 56종의 야생 감자의 유전자를 분석했습니다.

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엉뚱한 이야기 같지만, 사실 감자는 작물 가운데 토마토와 가장 가까운 식물입니다. 연구팀에 따르면 에투버로숨과 토마토는 1400만 년 전 공통조상에서 갈라졌습니다. 이후 500만년 후인 900만 년 전 감자의 조상과 토마토의 조상이 이종교배를 해서 현재의 감자 조상이 탄생했는데, 여전히 곤란한 질문은 부모 어느 쪽도 덩이 줄기가 없다는 것입니다.

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마치 혈액형이 O형인 부모에게서 A형인 자녀가 태어난 것 같은 상황인데, 연구팀은 이것이 가능한 이유를 밝혀냈습니다. 토마토 조상에게서 받은 SP6A 유전자와 에투버로숨 조상에게서 받은 IT1 유전자가 바로 그 비결이었습니다. 전자는 덩이줄기의 생성을 조절하고 후자는 줄기의 성장을 조절합니다.

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이 유전자들은 본래는 덩이줄기를 만드는 것은 아니었지만, 환경 변화가 이들을 우리가 먹는 감자 부분인 덩이줄기로 진화시켰습니다. 안데스 산맥의 융기로 인해 환경이 척박하고 추워지자 에너지를 저장할 필요성이 커졌고 이로 인해 감자가 생겨났습니다. 또 이런 환경에서 씨앗이나 꽃 없이 무성생식으로도 진화할 수 있다는 것도 큰 장점으로 작용했습니다. 매개 곤충이 없는 환경에서도 번식이 가능하기 때문입니다.

이렇게 척박한 환경에서도 잘 자라고 영양가가 많은 덩이줄기인 감자를 만드는 능력 덕분에 감자는 인류의 배를 채워준 중요한 작물이 됐습니다. 어쩌면 토마토나 감자의 조상이 아니라 어려운 환경이 이들을 성장시킨 부모 역할을 한 것인지도 모릅니다.

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참고

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https://newatlas.com/biology/how-our-modern-day-potato-evolved-from-tomatoes-9-million-years-ago/

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https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00736-6

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