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빛과 식물 : 빛과 식물의 해충 방어력의 관계 식물은 많은 초식곤충의 공격으로부터 생존하기 위한 다양한 방어 기작을 가지고 있습니다. 독성물질, 소화장애물질, 혹은 곤충의 천적 유인 물질을 생산 혹은 분비를 합니다. 이러한 식물의 방어기작을 성공적으로 무력화시킨 곤충은 생태계에서 매우 번영하게 됩니다 (그림 1).
그림 1. 감자 잎을 먹고 있는 콜로라도 감자 풍뎅이의 모습. 콜로라도 감자 풍뎅이는 잎을 먹는 동시에 박테리아를 식물에 투입하여 식물의 방어 수준을 최소하여 현재 미국 전역에서 가장 강력한 해충 중 하나가 되었습니다 (Ref. Chung et al. PNAS 2013; Photo Credit: University of Maine). 곤충에 대한 방어 기작을 언제나 최고 수준으로 가동시키면 좋으련만, 그렇게 되면 식물은 너무 많은 영양분을 소모하게 되어 잘 자라지도 못하고, 씨앗도 잘 맺기 어렵습니다. 따라서, 식물은 생장과 생식에 중요한 기관에 선택적으로 방어력을 집중시키는 경향이 있습니다. 특히 식물의 상층부에 위치한 잎에 방어력이 집중되는데, 이는 상부의 잎이 햇빛을 많이 받아 광합성에 더 유리하여 높은 가치를 가지기 때문입니다. 실제로 그림자가 드리워진 식물은 식물 방어 호르몬인 자스몬산의 작용을 저해하여 가치에 비례하도록 자원을 배분합니다 (그림 2). 자원이 부족할 땐 식물도 인간처럼 선택과 집중을 한다! – 오늘의 교훈입니다.
그림 2. 그림자가 드리워져 적광:원적광 비율(R:FR; 뉴스레터 4편 참조)이 낮아진 식물은 곤충 방어 호르몬인 자스몬산 (JA, jasmonic acid) 작용을 억제시켜, 광합성 가치가 떨어진 잎의 방어에 과도한 영양분이 소모되지 않도록 조절합니다 (Ref. Ballaré, Annu. Rev. Plant Biol., 2014). 김진원 Ph.D Biologist * 다음주 주제: 어린이 근시 예방은 태양광으로 “알수록 재미있는 빛의 과학” 전체 시리즈는 아래 링크를 통해 확인하실 수 있습니다. http://www.seoulsemicon.com/kr/technology/Sunlike/?content=LightScience 서울반도체(Seoul Semiconductor) / ohc@seoulsemicon.com 경기도 안산시 단원구 산단로 163번지 97-11 |
