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번식을 위한 식물들의 전략

10월 19일 업데이트됨


인간과 동물들은 자신의 짝을 찾기 위해 많은 전략을 펼친다. 인간의 경우에는 신체적 조건이나 학벌, 외모, 성격 등이 배우자를 찾는 데 중요한 요소가 된다. 또, 몇몇 동물들은 구애의 춤을 추고 화려한 몸을 가꾸는 등 자신의 유전 형질을 그들의 후대에게 물려주기 위해 큰 노력을 한다.



암컷을 유혹하기 위해 붉은색의 목주머니를 부풀리는 군함조

위의 군함조와 같은 사례로 볼 수 있듯이, 인간을 비롯한 동물은 자신의 생식 성공률을 높이는 방향으로 진화해 왔다. 식물들은 군함조처럼 주머니를 부풀릴 수도 없고, 인간처럼 이성과 소개팅을 할 수도 없다. 게다가, 식물들은 땅에 박혀 있는 자신의 뿌리 때문에 배우자를 만나러 갈 수 도 없다. 그렇다면, 식물들은 어떻게 배우자를 만날까?


식물은 여러 가지 방법으로 수분한다

식물들이 배우자를 찾기 위해 사용하는 여러 전략들을 소개하기에 앞서, 식물들은 어떻게 생식하는지에 대한 이해가 선행되어야 한다. ‘수분’이라는 것은 식물이 생식할 때 정자 역할을 하는 수술의 화분(花粉)이 암술머리에 붙는 것이다. 또, 식물의 생식은 크게 ‘자가수분’과 ‘타가수분’으로 나뉜다. 자가수분은 한 그루의 꽃 사이에서 수분이 일어나는 것으로, 쉽게 말하면 배우자를 찾을 필요가 없는 식물이다. 일단 이 종류의 식물들은 제쳐 두는 것으로 한다. 반대로 타가수분은 서로 다른 그루 사이에서 수분이 일어나는 것을 말한다. 즉, 다른 배우자를 찾아야 한다는 것이다.


타가수분의 경우, 한 꽃의 화분을 다른 꽃의 암술머리에 가져다줄 매개체가 존재하여야 한다. 우리가 잘 알고 있듯이, 꿀벌이 그 매개체 중 하나이다. 아인슈타인은 ‘꿀벌이 없으면 인류도 멸종할 것이다’라는 말을 남겼다. 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면, 전 세계 식량 중 63% 가량이 꿀벌의 수분으로 열매를 맺는다고 한다. 즉, 꿀벌이 사라지면 식물 생태계가 파괴될 뿐만 아니라 식량 문제 또한 발발할 수 있다는 것이다. 이렇게 곤충을 통해 수분을 하는 종들을 ‘충매화’라 부른다.


온몸에 화분을 흠뻑 묻히고 있는 꿀벌

이런 방식 외에도, 바람이 꽃가루를 옮겨주는 ‘풍매화’, 물이 꽃가루를 옮겨주는 ‘수매화’, 새들이 매개가 되는 ‘조매화’ 등이 존재한다.


외관과 냄새로 무장한 충매화

게임 ‘포켓몬스터’에는 ‘라플레시아’라는 이름의 풀타입 포켓몬이 존재한다. 이 포켓몬은 ‘냄새꼬’의 진화 – 정확한 의미의 진화는 아니지만 – 형태로, 동명의 꽃을 모티브로 한다.



엄청난 크기와 악취를 가지는 라플레시아

세상에서 가장 큰 꽃이기도 한 라플레시아는, 엄청난 악취를 가진다. 그러나 무익한 것만은 아니다. 라플레시아는 파리를 통해 수분하는 충매화인데, 이 파리를 이끌기 위해 악취를 내는 것이다. 라플레시아는 꽃잎과 이런 악취를 내는 데 자신의 거의 모든 에너지를 사용하며, 큰 꽃과 악취는 파리를 위한 거의 완벽한 장소를 제공한다. 라플레시아와 유사하게, 타이탄 아룸, 리시치톤 아메리카누스 등의 식물들은 악취를 내어 파리나 딱정벌레들을 유인한다.

라플레시아와는 다르게, 자신의 모습을 바꿈으로써 곤충들을 효과적으로 이끄는 식물들 역시 있다. 아래의 그림을 보라.



엄청 즐거워하는 꿀벌을 닮은 꿀벌난초

사진을 보면 누구나 알아챌 수 있듯이, 꿀벌난초의 꽃은 암컷 꿀벌을 매우 닮았다. 보송보송하게 난 털과 비슷한 색 배치와 더불어, 페로몬을 내뿜어 수컷 꿀벌을 완벽하게 유인한다. 여기에 속은 수컷 꿀벌은 다가와 짝짓기를 하려고 하는데, 이 과정에서 꿀벌난초의 꽃가루가 꿀벌의 몸에 묻게 되고, 꿀벌은 그 꽃가루를 다른 꽃들에 옮기면서 수분이 일어난다.

꿀벌의 원래 목적은 꽃으로부터 꿀을 가져가 자신이 있는 군집의 성장을 돕는 것이다. 그렇기에, 꿀벌은 당연하게도 꿀이 있는 꽃을 찾는다. 그러나 꿀은 당의 농축액과 같은 것이라, 식물은 꿀을 생산하는데 굉장히 많은 에너지를 사용한다. 그렇기 때문에 꿀은 없지만 꿀이 있는 것처럼 위장하는 것은 에너지를 더욱 효율적으로 사용할 수 있는 진화의 방향일 것이다. 이런 방향을 가장 잘 따라간 식물이 ‘광릉요강꽃’이다.



그 모습이 요강처럼 생겨서 ‘광릉요강꽃’이라는 이름이 붙었다

이 꽃에는 안쪽에 요강 모양의 주머니가 있는 것을 확인할 수 있다. 꿀벌은 불쌍하게도 그 안에 꿀이 있을 것이라 생각하고 안으로 들어가지만, 그 안에는 ‘광릉요강꽃’의 꽃가루뿐만이 있을 뿐 꿀은 없다. 꿀벌은 들어갔다 나오는 과정에서 꽃가루를 자연스레 묻히게 된다.


달콤한 꿀을 가지는 조매화



동백나무 꽃에서 데이트를 즐기는 두 동박새

대표적인 조매화에는 동백나무꽃과 바나나 등이 있다. 이들의 특징은 모두 달콤한 꿀을 가지고 있다는 것이다. 조류는 하늘을 날고, 체온을 유지하는 데 굉장히 많은 신진대사적 부담을 가지게 된다. 그렇기 때문에 에너지원으로서 꿀을 섭취하는 경우가 많은데, 그 과정에서 식물이 꿀을 제공하고 그 대가로서 수분에 도움을 받는 것이다. 동박새는 동백나무의 수분을 돕는 대표적인 새 중 하나이다. 조매화들의 향기는 강하지 않지만 새들이 인식하기 쉽도록 꽃 색이 붉고 선명하다. 앞서 언급하였듯이, 꿀을 만드는 데에는 굉장히 많은 에너지가 사용되기 때문에 주로 에너지 공급이 원활한 열대 지방에서 주로 사용되는 수분 방식이다.


가벼운 꽃가루를 가지는 풍매화와 수매화

앞서 언급한 조매화와 충매화의 경우에는 생물의 도움을 받아야 했기에 화려한 외관, 또는 특이한 냄새나 꿀을 가지고 있었다. 풍매화와 수매화의 경우에는 무생물, 공기나 물의 흐름에 의해 도움을 받기 때문에 그럴 필요가 없다. 그 예시가 벼꽃이나 소나무로, 우리가 봄에 볼 수 있는 노란색 가루 안개가 소나무의 꽃가루인 ‘송화’가 바람에 날리면서 생기는 것이다. 이들의 꽃가루는 대개 작아 물이나 공기 속을 떠다니기 쉽다. 이들은 각각 특이한 특성을 가지기도 한다. 몇몇 풍매화의 꽃가루들은 공기주머니가 있어 멀리까지 이동하기 쉬우며, 몇몇 수매화들의 꽃가루들은 비중을 조절하여 암술과 접촉한다.


자손을 퍼뜨리기

번식을 넓은 의미로 바라본다면, 단순히 짝을 만나 생식을 하는 것뿐만 아니라 그렇게 만들어낸 자손을 널리 퍼뜨리는 것도 포함된다. 특히나 생물들은 양분이나 햇빛 등의 자원들을 가지고 경쟁을 하므로, 식물들이 한 장소에 집중적으로 분포한다면 생존에 불리하게 될 것이다. 따라서 식물들은 자신들의 자손을 널리 퍼뜨리려 하며, 그 과정에서 여러 가지의 방법을 사용한다.


바람에 흩날려 날아가기

우리에게 가장 익숙한 방법이 이것일 것이다. 수분의 결과로서 형성된 종자는 바람을 타고 날아가 여러 곳에 뿌리를 내리게 된다. 민들레꽃은 흰 솜털 같은 씨앗들을 바람에 날려 보내어 씨앗을 퍼뜨리게 되며, 단풍나무와 같은 경우에는 헬리콥터와 비슷한 구조를 가져 이에 유리하다. 이들의 씨앗은 보통 가볍고 공기의 흐름을 잘 탈 수 있도록 구성되어 있다.


씨를 퍼뜨리는 민들레꽃

동물을 통해 이동하기

몇몇 식물들은 동물을 이용하기도 한다. 그 대표적인 예 중 하나가 도꼬마리이다. 도꼬마리는 벨크로와 같은 구조를 가져 동물의 가죽 등에 쉽게 달라붙는데, 동물들이 이동하면서 도꼬마리를 떨어뜨리거나 다른 곳에 붙이게 되면 그곳으로부터 개체를 형성해나간다. 이들은 그럴 수 있도록 갈고리와 같은 구조를 가지는 방향의 진화적 이점을 가지게 되었다. 동물에게 단순히 붙어 이동하는 것 외에도, 동물에 의해 열매가 섭취되어 씨를 퍼뜨리는 것들 역시 있다.


새들의 눈에 띄기 쉽도록 붉은색을 가지는 낙상홍

그 대표적인 예가 낙상홍으로, 우리나라에서는 관상용으로 주로 쓰이는 종류이다. 낙상홍의 열매는 붉고 작아 새의 눈에 띄기 쉬우며, 섭취하는 것 역시 쉽다. 새들은 이 열매를 섭취한 후 씨를 그대로 배출하는데, 새가 이동함에 따라 이 열매 역시 쉽게 이동한다. 우리에게 친숙한 ‘코피 루왁’ 커피는 사향고양이의 배설물로부터 커피 원두를 추출하는데, 이 역시 그 과정 중 하나라고 볼 수 있다.

위에서 본 것처럼, 식물들은 제각각의 번식 방법을 가지고 있다. 단순히 짝을 찾는 것 외에도, 그들은 자신의 자손을 널리 퍼뜨리며 자신의 유전자를 널리 퍼뜨리려고 노력한다. 우리는 그동안 동물만이 번식을 위한 진화적 이득을 취해왔다고 생각했으나, 실제로는 식물 역시 종족의 번성을 위한 많은 변화를 거쳐 왔다. 주변의 식물들을 바라보라. 그들이 번식을 위해 어떤 전략을 취하고 있는지 알아보는 것은, 자연의 위대함을 느끼게 해 줄 것이다.


ⓒ 2018학년도 2학기 바라던Bio

<작성자> 18-007 권이태

<분야> 식물학

<이미지>

https://blog.naver.com/mygongju89/120133163439

http://www.naturimdetail.de/portfolio/westliche-honigbiene-apis-mellifera-auf-krokus/

http://m.blog.daum.net/sa55jung/14587903?tp_nil_a=2

https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=14497537&memberNo=36678582&vType=VERTICAL

https://blog.naver.com/woorikangsan/220932534246

https://cafe.naver.com/slrdica/65219

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/11/28/2018112800798.html

<참고 문헌>

https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=14497537&memberNo=36678582&vType=VERTICAL

https://blog.naver.com/syj6459/221222592177

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/11/28/2018112800798.html

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