위치효과
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  • 최종석 괴산중학교 교사
  • 승인 2021.07.28 18:08
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선생님이 들려주는 과학 이야기
최종석 괴산중학교 교사
최종석 괴산중학교 교사

 

학교에 풀이 자라서 기계로 제거했다. 그런데 다시 풀이 자라기 시작했다. 서양 민들레, 클로버, 개망초 등 다양한 식물들이 빠르게 성장하고 있다. 과학동아리 학생들이 식물이 성장하는 것을 관찰했다. “왜 식물은 어떻게 알고 새로운 줄기와 잎이 나오나요?” 학생이 질문하였다.

식물이 잘리면 자극을 받는다, 식물 세포 속에는 DNA가 조절한다. 잘려나간 세포는 다시 사용할 수 없기 때문에 새로운 눈을 만들어서 새 잎과 새 줄기를 만들라고 명령을 하면 수행하는 것이다. 무엇이 누가 결정하는가?

민들레 뿌리를 잘라서 화분에 심어 보았다. 두 부분에 뿌리와 눈이 나와서 뿌리, 줄기, 잎의 식물이 되었다. 잘린 면을 보면 한 뿌리는 잘린 아랫부분이고, 다른 부분은 윗부분이다. 잘리기 전에는 모두 뿌리인데 잘려서 땅에 심어지는 순간 결정을 하여야 한다.

위쪽은 뿌리를 만들어야 하고, 아래쪽은 눈을 만들어야 한다. 이것을 결정하는 것은 DNA이다. 이런 효과를 위치효과라고 한다. 잘리는 순간의 위쪽과 아래쪽을 누가 알려주었을까? DNA가 어떻게 위치효과를 구현하는지는 잘 모르고 있다. 단지 호르몬에 의하여 영향을 받으며 호르몬을 조절하는 것은 DNA라는 것이다.

식물의 조직배양은 뿌리, 줄기, 잎으로 할 수 있다. 이미 결정된 것이 상황에 따라서는 바뀔 수 있다는 것이다. 뿌리를 조직 배양하여도 뿌리, 줄기, 잎이 나오고, 줄기를 조직 배양하여도 뿌리, 줄기, 잎이 나온다는 것이다. 왜 그런지는 잘 알지 못한다. 수수께끼다.

식물이 진화하여 오는 동안 자신이 살아갈 수 있는 능력을 키운 것이다. 열대식물 중 특이하게 잎에서 꽃이 피는 식물이 있다. 보통 줄기에서 눈이 나와 꽃이 형성된다. 새로운 선택을 한 것이다.

학교에서 인위적으로 잘린 식물은 선택하여야 한다. 이 선택은 오랜 진화를 통하여 이루어진 것이다. 그 수수께끼를 금방 알 수는 없다. 수많은 연구를 통하여 조금씩 접근하고 알려지는 것이다. 최첨단을 달리고 있지만, 아직도 알려지지 않은 것이 수없이 많다.

식물이 성장하려는 능력은 조건만 맞는다면 멈출 수 없다. 동남아시아의 열대 과일들이 우리나라에서 재배되고 있고 많은 사람이 즐겁게 이용하고 있다. 기후가 변화하고 있다. 식물도 소리 없이 계속 변화한다.

코로나19의 델타 변이로 4차 유행이 되고 있다고 한다. 많은 사람이 건강하고 마스크를 쓰지 않는 세상이 되기를 기대한다. 기후 위기로 온도가 높다. 사람들이 살기에는 적당하지 않다. 잘 이겨내야 한다. 위치효과에 따라서 식물이 적응한 것과 같이 스스로 노력하지 않으면 미래는 없다.


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