식물이 고기를 먹을 수 있게 진화된 방법

약 7천만 년전, 공룡이 지구를 지배하고 있을 때 몇몇 식물들의 유전자가 꿈틀대기 시작했습니다.

아주 서서히 뿌리와 잎의 유전자가 먹이를 잡아 먹을 수 있게 변화되고 있었던 거죠.

영양분이 부족했던 당시의 토양에서 살아남을수 있도록 자신의 유전자를 육식이 가능하도록 재설정하고 있었던 겁니다.

시간이 더 흐르면서 결국 이 식물들은 아주 숙련된 녹색 사냥꾼으로 진화되었습니다.

 

 

식충 식물이 어떻게 진화했는지를 알아내기 위해 과학자들은 세 가지 육식 식물의 게놈을 분석했습니다.

분석에 이용된 식물은 모두 끈끈이귀개과(Droseraceae)에 속해있었는데요.

이 식충 식물들은 직접 몸을 움직여 먹이를 잡아먹는다는 공통점을 가지고 있었습니다.

세 가지 식물중 하나는 우리에게 아주 친숙한 파리지옥풀(Venus flytrap)이라는 식충 식물이었습니다.

포켓몬에 등장하는 캐릭터에 영향을 주었을 정도로 아주 유명한 식충 식물이죠.

또 하나는 거의 모든 대륙에서 발견되고 있는 벌레먹이말(aldrovanda vesiculosa)이라는 식충 식물인데요.

이 식물은 바구니처럼 생긴 입을 열고 닫으면서 작은 벌레를 잡아 먹습니다.

마지막으로 분석된 식물은, 좀끈끈이주걱(Drosera spatulata)이라는 식물로 겉모습은 이쁘게 생겼지만 아주 치명적인 함정을 가지고 있는 식물입니다.

이 식충 식물은 달콤함으로 곤충을 유혹한 뒤 끈적한 점액을 이용해 붙잡아 먹이를 잡아먹습니다.

이 세 가지의 식물들을 분석한 연구팀은 총 3단계의 진화 과정을 발견하게 되었는데요.

약 7천만 년 전, 이 식충 식물들의 조상 식물은 자신의 전체 게놈을 복제하여 두 번째 사본을 만들어냈습니다.

이것이 이 식충 식물들이 겪었던 진화 과정의 첫 번째 사건이었습니다.

이러한 복제 과정은 잎과 뿌리 유전자의 사본 중 하나를 해방시켜 다양한 기능을 수행할 수 있게 해주었습니다.

복제된 잎의 유전자는 덫을 위한 유전자로 발전했고, 뿌리에 있던 유전자는 육식 과정에서 영양을 흡수할 수 있도록 발전했죠.

2단계는, 식물이 육식을 통해 영양을 흡수하기 시작하면서 서서히 진행되었습니다.

이 시점에서 식충 식물은 더 이상 잎과 뿌리가 필요하지 않게 되었고, 육식과 관련되지 않은 유전자는 점점 사라지기 시작했습니다.

예를 들어, 벌레먹이말의 묘목은 처음에는 뿌리가 형성되지만 자라나게 되면서 서서히 퇴화하게 되는데요.

이것이 이 식충 식물이 가지고 있는 과거의 유일한 흔적입니다.

이 세 가지의 식충 식물들은 과거의 유전자를 많이 잃어버려서, 현재 유전자가 가장 부족한 식물로 판명되었습니다.

2013년에 다른 연구팀에 의해 진행된 초기 연구에서도 이와 비슷한 유전자가 부족한 식충 식물이 발견되었는데요.

통발속의 식충 식물들아 대부분의 일반 식물에 비해 아주 적은 게놈을 가지고 있다는 것을 발견한 겁니다.

이는 통발속의 식충 식물들 또한 이와 비슷한 유전자 제거 과정을 거쳐왔을 수 있다는 것을 의미하는 거죠.

그리고 세 번째 단계에서 식물은 환경에 따른 진화를 겪게 되었습니다.

잎과 뿌리는 곤충을 잡는데 더 특화된 형태로 점점 진화되었는데요.

한때 흙에서 영양분을 찾아 흡수하는데 사용되었던 뿌리의 유전자는, 먹잇감에서 영양분을 소화시키고 흡수하는데 필요한 효소를 만들어내도록 진화되었습니다.

또한 곤충을 유인하기 위해 꿀을 만들어내는 분비샘에서 사용된 유전자는 덫으로 진회되었죠.

이러한 유전자들은 덫에서 곤충을 유인하기 위한 물질을 만들어내고 있습니다.

이번의 연구를 통해 밝혀진 3단계 프로세스는, "고대의 식물이 지구상에서 가장 숙련된 녹색 사냥꾼으로 진화되었던 방법"을 잘 보여주었습니다.

그리고 이러한 진화는 고대의 식물들에 한해서만 이루어졌던 일이 아닙니다.

잎과 뿌리가 있는 현대의 대부분의 식물들 역시 육식성으로 진화하기 위해 필요한 물질들을 가지고 있죠.

미래에는 과연 어떠한 식물이 이러한 과정을 거쳐 육식 사냥꾼으로 진화하게 될까요?

 

 

 

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