H3의 생명과학 이야기

인간은 농업이라는 혁명을 시작한 이래 식물의 생리적 구조와 유전적 조성을 인위적으로 재구성해 왔다. 우리가 오늘날 소비하는 주요 작물들은 자연 상태의 산물이라기보다 인류의 필요에 의해 설계된 ‘생물학적 산물’에 가깝다. 그 대표적인 사례인 옥수수는 인간의 개입 없이는 종자 분산조차 불가능한, 자연계에서는 생존할 수 없는 비자연적 존재다. 옥수수 낱알이 중심축에 고정되고 겹겹이 엽초에 싸여 보호받는 특성은 자연선택이 아닌 인류의 인위적 선택이 낳은 결과다.이번 글에서는 구석기시대부터 시작된 작물화의 역사와 전통적 육종 기술의 한계를 분석하고, 이를 뛰어넘는 현대 유전공학의 패러다임과 그에 따른 생물학적 쟁점들을 심층적으로 고찰한다. 1. 식물 육종의 진화: 전통적 개량에서 인공 변이까지인류는 유전학적 원리..

생명과학 2026. 1. 5. 22:41

식물의 생존 전략은 단순히 환경에 순응하는 정적인 ‘생명 유지’에 그치지 않는다. 식물은 발달 단계와 주변 기회에 맞춰 생식 경로를 끊임없이 재구성하며, 유전적 불확실성에 맞서 실시간으로 대응하는 역동적인 생명체다. 인간의 손가락을 조각내어 그 조각들이 정확한 복사본으로 발생하는 상상이 식물의 세계에서는 무성생식(Asexual reproduction)이라는 이름의 일상적인 현실로 나타난다. 유전적 재조합 없이 단일 부모로부터 탄생하는 클론은 고정된 번식을 넘어 정교한 생존의 장으로 기능한다.이번 글에서는 식물 무성생식의 핵심적 기작인 분열조직의 전능성과, 유전적 다양성을 수호하기 위한 자가불화합성의 분자적 신호, 그리고 현대 농업이 이러한 식물의 재생 능력을 어떻게 ‘하이재킹’하여 혁신을 이루고 있는지 ..

생명과학 2026. 1. 5. 13:29

거대한 나무도 시작은 작은 씨앗 하나였다. 식물은 동물과 달리 고정된 장소에서 평생을 살아가야 하기에, 종족을 퍼뜨리기 위한 생식 과정에서 놀라울 정도로 정교하고 복잡한 전략을 발전시켜 왔다. 특히 현대 육상 식물의 주인공인 속씨식물(Angiosperms)은 세 개의 'F', 즉 꽃(Flowers), 중복수정(double Fertilization), 열매(Fruits)를 통해 생명의 연속성을 이어간다.이번 글에서는 속씨식물의 세대교번부터 꽃의 구조, 중복수정의 신비, 그리고 종자가 새로운 생명으로 피어나는 발아 과정까지, 식물 생식의 전 과정을 깊이 있게 분석하려고 한다.1. 속씨식물의 세대교번: 우점하는 포자체식물의 생활사는 이배체(2n)인 포자체와 반수체(n)인 배우체가 번갈아 나타나는 세대교번(Al..

생명과학 2026. 1. 4. 20:47

식물은 흔히 토양의 영양분을 일방적으로 빼앗아 쓰는 '착취자'로 오해받곤 하지만, 실제 자연계에서 식물과 토양은 고도의 상호 호혜적 파트너십을 맺고 있다. 식물은 광합성으로 얻은 귀한 에너지의 상당 부분을 뿌리 밖으로 배출해 미생물을 부양하고, 미생물은 그 대가로 식물이 스스로 얻기 힘든 질소나 인산 같은 핵심 자원을 제공한다.이 글에서는 식물의 뿌리 근처에서 벌어지는 보이지 않는 생태계인 '근권(Rhizosphere)'의 세계와, 인류의 식량 안보를 지탱하는 질소 고정 세균, 그리고 육상 식물의 진화에 결정적 역할을 한 균근 곰팡이와의 공생 시스템에 대해 상세히 분석한다.1. 근권(Rhizosphere): 뿌리 주변의 활기찬 지하 도시식물의 뿌리가 직접 닿아 영향을 미치는 토양 층을 근권(Rhizosp..

생명과학 2026. 1. 4. 10:50

조그만 씨앗 하나가 거대한 나무로 성장하는 과정은 인류에게 오랜 경외심과 의문의 대상이었다. "그 거대한 몸집을 이루는 물질들은 도대체 어디서 오는 것일까?"라는 질문에 대해 아리스토텔레스부터 현대 식물학자들에 이르기까지 수많은 가설과 실험이 이어져 왔다. 오늘날 우리는 식물이 단순히 흙을 먹고 자라는 존재가 아니라, 공기와 물, 그리고 흙속의 미량 원소들을 정교하게 조합하는 ‘생명의 연금술사’임을 알고 있다.이번 글에서는 식물의 질량을 구성하는 근원부터, 생존에 필수적인 17가지 원소, 그리고 유전공학을 통한 현대 농업의 혁신까지 식물 영양학의 전 과정을 상세히 분석한다.1. 식물 질량의 기원: 반 헬몬트의 실험과 그 너머과거 아리스토텔레스는 식물이 토양으로부터 모든 영양분을 흡수한다고 믿었다. 하지만..

생명과학 2026. 1. 3. 22:47

식물은 하늘을 향해 자라지만, 그 생명의 뿌리는 어둡고 복잡한 땅속에 박혀 있다. 토양은 단순히 식물을 지탱하는 '흙'이 아니라, 수 세기에 걸친 암석의 풍화와 생물들의 활동이 빚어낸 정교한 생태계다. 하지만 인간의 단기적인 욕심은 수백 년의 세월이 담긴 이 기반을 단 몇 년 만에 황폐화시키기도 한다. 이번 글에서는 토양의 물리적 토성과 화학적 조성, 그리고 인류의 생존이 걸린 지속 가능한 농업과 토양 보존에 대해 깊이 있게 파헤쳐 본다. 1. 토양의 물리적 기초: 토성과 단층토양의 성격은 입자의 크기, 즉 토성(Soil texture)에 의해 결정된다. 이는 암석이 물리적·화학적으로 부서지는 풍화작용의 산물이다. 1-1. 풍화작용: 바위가 흙이 되는 시간암석은 기계적 풍화(얼음의 팽창 등)와 화학적 풍..

생명과학 2026. 1. 3. 10:54

식물 수송은 단순히 중력과 압력의 법칙을 따르는 정적인 ‘배관 시스템’이 아니다. 식물은 발달 단계와 주변 환경에 맞춰 수송 경로를 끊임없이 재구성하며, 외부 자극에 실시간으로 반응하는 역동적인 생명체다. 어린 시절에는 당을 받아먹던(수용원) 잎이 성숙하면 당을 나누어주는(공급원) 존재로 변하듯, 식물의 수송 체계는 고정된 통로를 넘어 정교한 소통의 장으로 기능한다.식물체 내부의 살아 있는 공간인 심플라스트(Symplast)는 외부 환경 변화에 따라 수송 단백질을 조절하고 통로의 크기를 바꾼다. 이는 동물의 신경계나 순환계만큼이나 복잡하고 세밀한 조절 과정을 포함한다.1. 원형질연락사: 끊임없이 변화하는 ‘스마트 게이트’과거 생물학자들은 원형질연락사(Plasmodesmata)를 세포벽에 뚫린 단순한 구멍..

생명과학 2026. 1. 2. 21:37

식물은 우리 눈에 고요하게 멈춰 있는 것처럼 보이지만, 그 내부에서는 수십 미터 높이의 중력을 거슬러 물을 퍼 올리고, 잎에서 만든 정교한 유기 양분을 온몸으로 실어 나르는 거대한 '물류 혁명'이 매 순간 일어나고 있다. 식물의 장거리 수송 시스템은 단순히 통로가 두 개인 것이 아니라, 물리적 법칙(음압)을 이용한 물관부의 수동적 수송과 생화학적 에너지(양압)를 이용한 체관부의 능동적 분배가 완벽한 하모니를 이루는 이중 체계다. 본 글에서는 이 정교한 시스템의 구조와 원리를 심층적으로 분석한다.1. 물관부: 중력을 거스르는 무동력 수송의 기적물관부 수송은 에너지를 거의 쓰지 않는 '에너지 가성비의 끝판왕'이라 할 수 있다. 뿌리에서 흡수된 토양 용액이 잎 끝까지 도달하는 과정은 철저히 물리 법칙에 의존하..

생명과학 2026. 1. 2. 12:55