식물의 내부 생활은 당신을 놀라게 할 수 있습니다

식물의 비밀스러운 삶
식물은 곤충을 유인하여 명령을 수행할 수 있습니다. 톰 달리모어, 저자 제공

약 4.5억 년 전, 지구의 지표면은 메마르고 생명체가 없었습니다. 최초의 해조류를 포함하여 최초의 단세포 유기체가 바다에 나타나려면 2억 년이 더 걸릴 것입니다. 그리파니아 나선, 50펜스 정도의 크기였다.

많은 세포로 구성된 식물은 불과 800억 년 동안만 존재했습니다. 육지에서 생존하기 위해 식물은 자외선으로부터 스스로를 보호해야 했고 포자를 발달시켜야 했고 나중에 종자가 생겨 더 널리 퍼질 수 있었습니다. 이러한 혁신은 식물이 지구상에서 가장 영향력 있는 생명체 중 하나가 되도록 도왔습니다. 오늘날 식물은 지구의 모든 주요 생태계에서 발견되며 과학자들은 매년 2,000종 이상의 새로운 종을 설명합니다.

David Attenborough의 새로운 다큐멘터리 그린 플래닛 식물과 식물이 우리에게 영감을 주는 능력에 주목합니다. 최근 한 가지 예에서 엔지니어들은 날개 달린 단풍나무 씨앗의 모양을 성공적으로 모방했습니다. 디자인하는 새로운 풍력 터빈.

식물에는 과학자들이 아직 발견하지 못한 많은 비밀이 있습니다. 그러나 여기에 우리의 먼 녹색 사촌을 새로운 시각으로 보는 데 도움이 된 XNUMX가지 발견이 있습니다.

1. 식물은 서로 '대화'한다

물론 식물은 성대가 없기 때문에 우리처럼 말을 할 수 없습니다. 그러나 그들은 화학 및 전자 신호를 사용하여 환경에 대한 반응을 조정합니다.

잔디깎이로 자른 풀처럼 식물 세포가 손상되면 주변 식물이 감지할 수 있는 단백질 조각을 방출합니다. 이것은 이웃 감시 시스템과 같습니다. 한 식물이 손상되면 다른 식물은 근처에 위험이 있음을 알립니다. 이것은 면역 반응이나 다른 방어를 유발할 수 있습니다.

유사하게, 식물은 주변에 있는 수분 매개체를 감지하고 화학 물질을 방출하여 그들을 유인할 수 있습니다. 이러한 신호는 식물을 매우 복잡한 커뮤니케이터로 만듭니다.

2. 식물이 움직일 수 있다

그의 획기적인 책에서 식물의 움직임의 힘, 1880년에 출판된 Charles Darwin은 식물이 빛을 향하거나 멀어지는 능력을 설명했습니다. 과학자들은 이것을 광방성(phototropism)이라고 부릅니다. 이제 식물의 움직임은 빛뿐만 아니라 물, 영양분, 동물의 방목 및 다른 식물과의 경쟁에 대한 반응으로 안내되는 것으로 알려져 있습니다.

식물은 그 자리에서 얼어붙은 것처럼 보일 수 있으며, 씨앗이 발아하는 곳에 그대로 남아 있을 수 있습니다. 그러나 실제로 식물은 생존 가능성을 높이기 위해 잎, 뿌리, 줄기를 끊임없이 조정합니다. 예를 들어, 줄기의 음영 처리된 면은 호르몬에 의해 매개되는 과정에서 식물이 빛을 향해 자라도록 항상 더 길어집니다. 뿌리는 반대 효과를 보여 빛에서 멀어지게 합니다.


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어떤 극단적인 경우에는 식물이 숲 전체를 가로질러 이동할 수도 있습니다. 유목 덩굴은 나무 줄기의 바닥에서 위쪽으로 자라며 토양에서 분리됩니다. 나중에, 그들은 공중 뿌리를 내려 놓고 다시 하강하여 나무 사이를 이동.

3. 식물은 우주 공간에서 자랄 수 있습니다.

우주를 횡단하고 다른 행성에서 산다는 아이디어는 오랫동안 인간의 상상력을 자극했습니다. 그러나 지구와 같은 환경을 가진 행성은 발견되지 않았습니다. 우리는 식물이 보다 복잡한 삶의 필요에 맞게 환경을 수정하는 데 전문가라는 것을 알고 있습니다. 초기 숲은 광합성을 시작하면서 지구의 대기에 산소를 공급하고 CO₂를 감소시켜 지구를 더 쾌적하게 만들었습니다.

먼 행성에서 식물을 키우면 우리의 필요에 더 적합해질 수 있습니까? 1950년대와 1960년대 소련과 미국 간의 우주 경쟁에서 과학자들은 식물이 우주에서 어떻게 자라고 발달하는지 연구했습니다. 지금까지 과학자들은 다음과 같은 작물을 포함하여 특수 챔버에서 17종의 식물을 재배했습니다. 옥수수, 밀, 토마토, 양상추. 우주 비행 중 복사와 지구와 우주 공간의 가스 이동 차이를 포함하여 대기 밖에서 지구의 식물을 성장시키는 데 대한 큰 도전이 남아 있습니다. 집에서 식물을 살리는 것이 어렵다고 생각되면 우주에서 해보세요.

행성을 테라포밍하여 인간이 살기에 적합하게 만드는 능력은 여전히 ​​애매합니다. 그러나 지난 몇 년 동안 식물 과학의 주요 발전은 아마도 오늘날 살아있는 사람들의 일생 동안 이것을 달성 가능한 목표로 만들었습니다.

4. 식물 XNUMX개 중 XNUMX개는 다른 식물에서 자랍니다.

종종 수십 미터 높이의 우뚝 솟은 것은 지구상에서 가장 큰 유기체 중 일부입니다. 예를 들어 레드우드 나무는 100미터 이상 자랄 수 있습니다. 과학자들은 처음에 원숭이를 훈련시키거나 숙련된 등반가를 고용하여 샘플을 수집하여 높은 숲 캐노피를 연구하기 시작했습니다. 일부는 샘플을 격추시키기 위해 산탄총을 사용하기도 했습니다.

1980년대가 되어서야 등산에서 차용한 로프 등반 기술을 사용하여 캐노피 연구가 그 자체로 과학 분야가 되었습니다. 나중에 크레인, 풍선 및 무인 항공기가 많은 과학자들의 도구 세트에 합류했습니다. 그러나 왜 나무에 오르기 위해 목숨을 걸고 있습니까? 무슨 일이야?

까지로 추정된다. 종의 80 % 숲에서 숲 캐노피를 사용하거나 평생을 삽니다. 혈관 식물의 알려진 종 중 XNUMX종 중 XNUMX종은 정맥과 같은 혈관을 사용하여 몸 전체에 물과 영양분을 운반하는 종으로 다른 식물 위에서 자랍니다.

이것을 착생체라고 합니다. 그들은 기생충이 아니지만 대신 물리적 지원을 위해 숙주를 사용합니다. 이것은 빛이 부족한 지하 숲에서 자라는 식물에 비해 이점을 제공합니다. 대부분의 난초는 나무에서 자라며 한 나무에는 최대 50종의 착생식물이 있을 수 있습니다. 종종 이 착생식물은 숙주 나무보다 더 많은 잎을 냅니다.

5. 식물은 전지구적 변화를 나타낼 수 있다

유기체는 환경의 변화에 ​​매우 민감하며 특히 식물은 수세기 동안 이러한 변화를 감지하는 데 사용되었습니다. 가을에 잎이 변하기 시작하면 일반적으로 더 시원하고 어두운 달이 도래했음을 알립니다.

특정 종의 양치류는 지역 기후의 변화에 ​​특히 취약합니다. 필름 모양의 양치류는 열대 우림의 그늘진 지역, 일반적으로 나무 밑둥 근처나 젖은 암석에서 자랍니다. 그들은 물과 낮은 온도에 의존하며 다가오는 가뭄과 기온 상승에 대한 좋은 지표입니다.

1980년대 이후 지구 평균 기온은 수백만 년 전 초기 산림 형성 동안 식물에 의해 퇴적된 석탄과 같은 화석 연료를 태운 직접적인 결과로 상승해 왔습니다. 우리는 변화의 시대에 살고 있으며 식물이 기후 변화에 어떻게 반응하는지 이해하면 미래에 대비하는 데 도움이 될 수 있습니다.대화

저자에 관하여

Sven Batke, 생물학 강사, Edge Hill University

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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