본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
해바라기가 해를 보는 방법
[2023년 11월2일 = ENN] 해바라기는 태양이 하늘을 가로지를 때 태양을 따라 얼굴을 돌리는 것으로 유명하다. 그러나 해바라기가 태양을 따라가기 위해 어떻게 태양을 "보는" 것일까?
10월 31일 플로스 생물학에 게재된 캘리포니아 대학교 데이비스의 식물 생물학자들의 새로운 연구는 그들이 이전에 생각했던 것과는 다른, 새로운 메커니즘을 사용한다는 것을 보여준다.
캘리포니아 대학교 데이비스의 식물 생물학 교수이자 논문의 수석 저자인 스테이시 하머는 "이것은 우리에게 완전히 놀라운 일이었다."라고 말했다.
대부분 식물은 광원을 향해 성장하는 능력인 굴광성(phototropism)을 보여준다. 식물 과학자들은 해바라기의 태양을 따르는 능력인 굴광성이 포토트로핀이라는 분자에 의해 지배되고 스펙트럼의 파란 끝에서 빛에 반응하는 같은 기본 메커니즘에 기초할 것이라고 가정했다.
해바라기는 낮에는 줄기의 동쪽이 조금 더 자라서(머리를 서쪽으로 돌리고) 밤에는 서쪽에서 조금 더 자라서 머리가 다시 동쪽으로 돌아간다.
UC 데이비스 생물학 대학의 하머 연구실은 이전에 해바라기가 일출을 예상하고 아침에 수분을 공급하는 곤충의 출현에 맞춰 꽃이 열리는 것을 조정하기 위해 내부 생체 시계를 사용하는 방법을 보여주었다.
빛을 향해 성장
이 새로운 연구에서 대학원생 크리스토퍼 브룩스(Christopher Brooks), 박사후 연구원 하가탑 아타미안(Hagatop Atamian) 그리고 하머는 실험실 성장실의 실내에서 자란 해바라기와 야외에서 햇빛을 받으며 자라는 해바라기에서 어떤 유전자가 켜졌는지를 조사했다.
실내에서는 해바라기가 빛을 향해 곧게 자라면서 포토트로핀과 관련된 유전자를 활성화했다. 그러나 야외에서 자란 식물들은 태양과 함께 머리를 흔들며 전혀 다른 유전자 발현 패턴을 보였다. 줄기의 한쪽과 다른 쪽 사이에 포토트로핀에 뚜렷한 차이가 없었다.
연구원들은 아직 태양 굴광성에 관련된 유전자를 밝혀내지 못했다.
하머는 "우리는 포토트로핀 경로를 배제한 것으로 보이지만 명확한 증거를 발견하지 못했다."라고 말했다.
파란색, 자외선, 빨간색 또는 원적색 빛을 그늘 상자로 차단하는 것은 태양열 반응에 영향을 미치지 않았다.
이것은 같은 목표를 달성하기 위해 다양한 파장의 빛에 반응하는 여러 경로가 있을 가능성이 있음을 보여준다. 다가오는 연구는 식물의 단백질 조절을 살펴볼 것이다.
해바라기는 빨리 배운다. 실험실에서 자란 식물을 야외로 옮기면 첫날부터 태양을 추적하기 시작했다고 하머는 말했다. 그 행동은 식물의 그늘진 쪽에서 유전자 발현의 폭발을 동반했지만, 이후에는 재발하지 않았다. 이는 일종의 "재배선"이 진행되고 있음을 시사한다고 그녀는 말했다.
이전에 알려지지 않았던 식물의 빛 감지 및 성장 경로를 밝혀낸 것 외에도 이번 발견은 폭넓은 관련성을 갖고 있다고 하머는 말했다.
“성장실과 같은 통제된 환경에서 정의한 것은 현실 세계에서는 작동하지 않을 수도 있다.”라고 그녀는 말했다.
아타미안은 현재 채프먼 대학의 조교수이다.
다음은 ENN과 UNIVERSITY OF CALIFORNIA - DAVIS 가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.enn.com/articles/73583-how-sunflowers-see-the-sun
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
객원기자 이상현(지에프오엔엠㈜ 이사)
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
