씨앗을 심거나 구근을 심을 때 식물이 어떤 방향으로 자라는지 어떻게 아는지 궁금한 적이 있나요? 우리가 흔히 당연하게 여기는 일이지만, 생각해보면 우리는 스스로에게 질문을 던져야 합니다. 씨앗이나 구근은 어두운 흙 속에 묻혀 있으면서도 어떻게든 뿌리를 아래로 보내고 줄기를 위로 뻗는 방법을 알고 있습니다. 과학은 그들이 어떻게 이것을 달성하는지 설명할 수 있습니다.
식물 성장 방향
식물을 어디에서 재배해야 하는지에 대한 질문은 과학자와 정원사들이 적어도 수백 년 동안 요구해 왔던 질문입니다. 1800년대에 연구자들은 줄기와 잎이 빛을 향해 자라며 뿌리는 물을 향해 자란다는 가설을 세웠습니다.
아이디어를 테스트하기 위해 그들은 식물 아래에 조명을 놓고 토양 표면을 물로 덮었습니다. 식물은 스스로 방향을 바꾸고 빛을 향해 뿌리를 내리고 물을 향해 줄기를 계속 발달시켰습니다. 식물이 땅에서 나오면 광원 방향으로 자랄 수 있습니다. 이것을 굴광성이라고 부르지만 토양에 있는 씨앗이나 구근이 어디로 갈지 어떻게 아는지는 설명하지 못합니다.
약 200년 전에 Thomas Knight는 중력이 어떤 역할을 한다는 아이디어를 테스트하려고 시도했습니다. 그는 식물을 나무 디스크에 부착하고 중력을 시뮬레이션할 수 있을 만큼 빠르게 회전시켰습니다. 당연하게도 뿌리는 시뮬레이션 중력 방향으로 바깥쪽으로 자라났고, 줄기와 잎은 원의 중심을 향하고 있었습니다.
식물은 어느 방향이 위쪽인지 어떻게 알 수 있나요?
식물이 자라는 방향은 중력과 연관되어 있는데 어떻게 알 수 있을까요? 귀 소켓에는 중력에 반응하여 움직이는 작은 돌이 있어 위아래를 결정하는 데 도움이 되지만, 옥수수(MDR)인지 여부를 제외하고 식물에는 스파이크가 없습니다.
식물이 중력을 어떻게 감지하는지에 대한 명확한 답은 없지만 그럴 듯한 생각은 있습니다. 뿌리 끝에는 Statolith를 포함하는 특별한 세포가 있습니다. 그들은 작은 공 모양의 구조입니다. 그들은 중력에 의한 식물의 방향에 반응하여 움직이는 화분 속의 구슬처럼 행동할 수 있습니다.
Statoliths는 이 힘을 기준으로 방향을 지정하므로 이를 포함하는 특수 세포는 다른 세포에 신호를 보낼 가능성이 높습니다. 이는 상승과 하락이 어디인지, 어느 방향으로 성장할지 알려줍니다. 이 아이디어를 증명하기 위한 연구는 사실상 중력이 없는 우주에서 식물을 재배했습니다. 묘목은 사방으로 자라서 중력 없이는 위아래를 느낄 수 없다는 것을 증명했습니다.
직접 테스트해 볼 수도 있습니다. 예를 들어, 다음 번에 구근을 심을 때 뾰족한 면이 위로 향하도록 지시를 받은 경우 구근을 옆으로 놓으십시오. 자연은 항상 길을 찾는 것처럼 보이기 때문에 구근은 어쨌든 싹이 트게 될 것입니다.