H3의 생명과학 이야기

모든 개체는 특정 외부 신호를 인지하여 생존과 번식에 유리한 방향으로 반응한다. 예를 들어, 자외선에 민감한 광수용체를 가지고 있는 벌의 경우 사람이 전혀 볼 수 없는 벌유인선을 꽃잎에서 볼 수 있다. 식물 역시 주변 환경의 변화를 감지할 수 있는 세포수용체를 가지고 있어 생장호르몬 농도의 증감과 애벌레가 갉아먹어서 생긴 잎의 상처, 겨울이 다가옴에 따라 줄어드는 낮의 길이 등 다양한 변화를 인지한다.자극에 대해 반응이 일어나기 위해서는 일부 세포들이 반드시 자극의 영향을 받을 분자인 적절한 수용체를 가지고 있어야 한다. 예를 들어, 우리가 꽃에서 자외선을 반사하는 벌유인선을 볼 수 없는 것은 우리 눈에 자외선 광수용체가 없기 때문이다. 자극을 받으면 수용체는 신호전달 과정이라는 일연의 생화학 과정을 시..

생명과학 2026. 1. 6. 15:12

인간은 농업이 시작된 이래로 식물의 생식과 유전자 조립에 개입해 왔다. 사실 옥수수는 인간이 만들어 낸 비자연적인 괴물이라고 말하여도 과장은 아닐 것이다. 옥수수가 자연에서 그냥 버려진다면 종자를 퍼트리지 못하기 때문에 곧 멸종될 것이다. 옥수수 낱알은 중심축(옥수숫대)에 영구적으로 붙어 있을 뿐 아니라 거칠고 겹겹이로 된 엽초(옥수수 껍데기)에 의해 영구적으로 보호도 되고 있다. 이런 특징은 자연선택이 아니라 인간에 의한 인위적인 선택으로 생긴 것이다. 식물 교배에 깔려 있는 과학적인 원리에 대한 이해도 없이 구석기시대의 인간들은 10,000년쯤 전 비교적 짧은 기간 동안에 우리의 농산물 종 대부분을 작물화하였다. 그러나 유전적 변형은 인간의 인위선택으로 작물 변화를 시도하기 오래전에 이미 시작되었다...

생명과학 2026. 1. 5. 22:41

우리 손가락을 조각내어 그 조각들이 우리의 정확한 복사본으로 발생하는 것을 상상해 보라. 이런 일이 실제 일어난다면 그것은 유전적 재조합 없이 단일 부모로부터 자손이 생기는 무성생식의 예이다. 그 결과 무성생식으로 만들어진, 유전적 동일 개체인 클론이 생긴다. 무성생식은 다른 식물뿐 아니라 속씨식물에서도 흔하며 어떤 식물종에서는 주도적 생식방법이기도 하다. 무성생식의 기작식물에서 무성생식은 전형적으로 성장능력이 끝이 없이 늘어나는 것이다. 상기해 보면 식물은 분열을 하고 있지만 분화가 되지 않는 세포로 이루어진 분열조직을 가지고 있어, 계속 생장하거나 생장을 다시 시작할 수 있다. 더구나 식물 전체의 유조직 세포는 분열하고 분화되어서 더 특수한 유형의 세포가 될 수 있어 식물의 잃어버린 부분을 재생할 수..

생명과학 2026. 1. 5. 13:29

식물의 생활사는 다세포반수체(n)와 이배체(2n) 세대를 교대해 가는 세대 교번이 특징이다. 포자체인 이배체 식물은 감수분열로 반수체 포자를 만든다. 이들 포자는 체세포분열을 하여 다세포 배우체, 즉 생식세포를 생산하는 암과 수의 반수체 식물이 된다. 수정(fertilization)은 생식세포가 합쳐지는 것으로 이배체 접합자가 만들어져서 이 접합자가 체세포분열을 하여 새로운 포자체를 형성한다. 속씨식물에서 포자체는 우리가 보기에 가장 크고, 눈에 잘 띄며, 가장 오래 산다는 의미에서 우성세대라고 할 수 있다. 종자식물은 진화 과정을 거치면서 배우체의 크기가 줄어들었고 영양에 있어서 완전히 포자체 세대에 의존하게 되었다. 속씨식물의 배우체는 단지 몇 개의 세포로 이루어져 모든 식물 중 가장 축소되어 있다...

생명과학 2026. 1. 4. 20:47

지금까지는 식물을 토양 자원의 착취자로 묘사하였다. 그러나 식물과 토양은 2가지 상호관계를 갖는다. 죽은 식물은 토양 미생물에게 필요한 많은 에너지를 공급한다. 반면 뿌리에서 분비되는 분비물은 뿌리 가까운 환경 속의 다양한 미생물을 지원한다. 이 글에서는 뿌리와 세균 또는 곰팡이 사이의 상호관계인 공생, 편리공생에 대해서 초점을 맞추려고 한다. 그런 다음 다른 식물, 또는 동물과 상호관계를 맺는 희귀식물에 대해서 살펴보고자 한다. 토양세균과 식물의 영양일부 유용한 세균은 식물의 뿌리와 결합되어 있는 토양층인 근권(rhizosphere)에서 거의 대부분 발견된다. 그 외는 표토의 유기물질을 부식시켜 양분을 얻어 쓰는 분해자들이 차지한다. 그 다음은 뿌리 안에서 자라는 질소공급 세균의 여러 종류들이 있다.리..

생명과학 2026. 1. 4. 10:50

조그만 씨로부터 거대하게 자라는 식물을 보면 어떻게 그런 몸집을 이루는 물질들이 어디서 오는지 궁금할 것이다. 아리스토텔레스는 식물이 땅으로부터 솟아나기 때문에 식물의 생장에 필요한 물질들은 토양으로부터 공급된다고 하였다. 17세기 반 헬몬트는 식물이 토양에 의해서 자란다는 가설을 검증하기 위한 실험을 진행하였다. 그는 90.9 kg의 흙이 담긴 화분에 버드나무를 심었는데 5년 후 버드나무는 76.8 kg의 나무로 성장했지만 화분에서는 0.06 kg의 흙만이 줄어들었다. 그는 그가 규칙적으로 주었던 물로부터 생장이 이루어진 것으로 결론을 내렸다. 한 세기 후에 헤일스라는 영국의 식물생리학자는 식물이 대부분 공기로부터 양분을 얻는다고 주장하였다.이상의 3가지 가설은 각각 부분적으로는 맞지만 사실 식물의 생..

생명과학 2026. 1. 3. 22:47

토양의 상층은 식물이 필요로 하는 대부분의 물과 광물질을 흡수하는 곳으로 상호작용을 하는 여러 종류의 생물체와 물리적 환경이 함께 공존한다. 이런 복잡한 생태계는 수 세기를 통해 형성되었지만 인간의 잘못된 관리로 단 몇 년 만에 파괴될 수 있다. 토양이 왜 보존되어야 하고, 왜 특정한 식물이 그곳에 자라야만 하는지를 이해하기 위해서는 먼저 토양의 물리적 특성인 토성과 토양의 조성에 대해 알아야 한다. 토성토성(soil texture)은 토양의 입자크기에 의해 결정되는데, 토양입자는 굵은 모래로부터 미사, 현미경 크기의 점토입자에 이르기까지 다양하다. 이러한 토양입자는 궁극적으로 암석의 풍화작용으로부터 형성된다. 바위 틈새로 들어간 물이 얼게 되면 암석을 기계적으로 깨뜨리며 물에 용해된 산이 암석을 화학적..

생명과학 2026. 1. 3. 10:54

앞에서 관을 통한 용액의 흐름과 거의 비슷한 물리적인 용어로 수송에 대하여 설명하였지만 식물의 수송은 역동적인 과정이다. 즉, 식물세포의 수송 요구는 발달단계에 따라 변한다. 예를 들어, 잎은 당의 수용원으로 시작하지만 대부분의 생애 동안 당의 공급원으로 지난다. 또한 환경의 변화는 식물 수송작용에서 놀라운 반응들을 야기시킨다. 물과 무기질의 전체 수송을 관장하는 세포막 수송 단백질을 크게 변화시키는 신호전달 기작은 물 스트레스가 활성화시킨다. 심플라스트는 살아 있는 조직이므로 식물 수송 과정에서 역동적인 변화를 담당할 수 있다. 원형질연락사: 끊임없이 변화하는 구조원형질연락사는 심플라스트의 역동적 성질의 한 예이다. 생물학자들은 전에 전자현미경 관찰로 정지된 이미지만 보았기 때문에 원형질연락사를 불변하..

생명과학 2026. 1. 2. 21:37