식물의 ‘기억’···생존본능 혹은 사유 능력?

식물의 ‘기억’···생존본능 혹은 사유 능력?

식물이 빛과 촉각을 감지하는 것은 널리 알려진 사실이다. 최근 과학자들은 식물도 냄새 맡고, 듣고, 서로 소통한다고 밝혔다. 실험 결과 식물이 배우고, 선택하고, 기억할 수 있다는 것이다.

식물은 자신이 안전하다고 ‘기억’하면, 같은 자극에 대해서는 반응하지 않는다.

‘아틀라스 옵스큐라’ 지는 호주 웨스턴오스트레일리다대학의 생태학자 모니카 갈리아노(Monica Gagliano)의 논문 ‘식물 행동 연구’를 소개했다.

동물의 행동을 연구했던 갈리아노는 식물에도 관심을 가지고 식물이 어떻게 행동하는지 실험했다. 동물을 연구한 그녀의 경험은 ‘식물 연구’에도 많은 아이디어를 제공했다.

한 가지 실험은 ‘식물이 특정한 자극에 노출된 후 그것이 해롭지 않다고 판단되면, 시간이 지난 뒤에도 같은 자극을 안전하다고 기억하는지 알아보는 것’이었다.

그녀는 민감한 식물, 미모사로 실험하기로 했다. 이 식물은 외부 자극에 빠르게 반응하는데 미모사의 잎은 누가 건드리면 ‘얇고 시든 잔가지’처럼 순식간에 자신을 변화시킨다. 그렇게 하는 것은 (잠재적) 포식자에게 맛이 없어 보이기 때문이다.

갈리아노는 놀이공원의 드롭타워 놀이기구처럼 간단한 물 낙하 장치를 만들었다. 물을 잎에 부드럽게 떨어뜨리자 미모사는 놀라서 아주 빨리 잎을 닫았다. 그 후 물방울을 몇 번 더 떨어뜨리자 미모사는 잎을 다시 펴는 데 걸리는 시간이 훨씬 더 빨라졌다.

이렇게 60번 떨어뜨리기를 하루 7번을 반복하자 물방울이 떨어진 곳의 잎은 아예 잎을 닫지 않았다. 그러나 그녀가 부드럽게 식물을 흔들자 또 다른 자극에는 민감하게 반응하며 빠르게 잎을 모두 닫았다.

놀랍게도, 이 식물은 물방울이 떨어지는 것은 해롭지 않다는 것을 기억하고 있었다.

다시 미모사에 물방울을 떨어뜨려도 이전 경험을 기억했는지 잎을 닫지 않았다. 이에 놀란 그녀는 사흘을 기다렸다가 다시 시도해도 잎은 여전히 기억했다.

그녀는 ‘아틀라스 옵스큐라’와의 인터뷰에서 "6일 후에 같은 실험을 했다. 잊어버렸을 거라고 확신했는데, 미모사는 마치 훈련받은 것처럼 여전히 기억하고 있었다"고 말했다.

다시 28일을 기다려 같은 실험을 했을 때 미모사는 여전히 기억하고 있었다.

기억력은 식물이 선택하는 데도 도움을 준다.

갈리아노는 유명한 ‘파블로프의 개’ 실험(사료와 종소리 자극)처럼, 식물도 특정한 방법으로 반응하는지 알고 싶었다.

그녀는 완두콩으로 실험했다. 미모사는 물방울이 떨어지는 한 가지 자극만 주었지만, 완두콩은 빛과 선풍기 바람, 두 종류의 자극을 줬다.

"완두콩은 서로 무관한 두 종류의 자극에서 무언가를 배우고 있었다.”

그녀는 완두콩에 Y자 모양의 관을 씌워 두 가지 방향으로 자랄 수 있게 했다. 첫 번째 실험은 빛과 팬을 Y자 모양의 관위에 켠 다음, 일정 시간이 지난 후 다른 관으로 빛과 팬을 옮기기를 반복했다. 빛과 팬을 하루에 왕복 세 번씩 옮기면서 3일 동안 실험했다.

3일간의 훈련을 거친 후, 완두콩 식물이 선풍기와 빛의 연관성을 아는지 알아봤다. 갈라진 한쪽 관위에만 선풍기를 켰다. 60% 이상의 완두콩이 선풍기 쪽으로 자랐다. 아마도 빛도 곧 켜질 것이라고 예상한 것 같았다.

두 번째 실험은 두 관에 각각 선풍기 바람과 빛 자극을 준 다음, 서로 자리 교체를 반복했다. 그런 후 한쪽의 선풍기만 켜자, 69%가 빛이 반대 방향에 있었다는 것을 기억하는 듯 선풍기에서 멀어지며 자랐다. 즉 빛이 반대 방향에 있다는 것을 기억했다.

그녀는 "식물이 기억한다는 것은 그리 놀랄 일이 아니다. 기억은 학습 과정의 일부다. 무슨 일이 일어나고 있을까? 실제로 팬과 빛을 연결해 인지한 것은 누구일까?”라고 말했다.

정말 흥미로운 질문이다. 인류는 100년 이상 식물의 기억을 연구하고 있지만, 최근에는 좀 더 심각하게 생각하고 있다.

뇌가 없는 식물이 어떻게 배우고 기억할 수 있을까?

기관은 꽤 위험한 조직이다. 만약 기관 중 하나가 심각하게 다치면 큰 문제에 봉착한다. 많이 다칠 수도 있는 식물에게 기관이 있으면 아마 좋지 않을 것이다.

이탈리아 플로렌스의 국제 식물 신경 생물학 연구소 소장이자 갈리아노의 공동저자, 스테파노 만쿠소 소장은 “기관이 없다고 기능이 없는 것은 아니다”며 "뇌를 조금 먹는 곤충 한 마리가 여러분을 죽이기에 충분한 것은 상상할 수 있다. 이것이 식물에 기관이 없는 이유"라고 말했다.

동물의 기억 형성 과정도 완전히 이해되지 않지만, 뇌세포 내의 칼슘 운동과 관련이 있는 것으로 여기고 있다. 식물도 이와 유사한 정교한 칼슘 운동 체계를 가지고 있다. 과학자들도 어떻게 식물이 배우고 기억하는지, 아직 완전히 이해하지 못한다. 단지 식물이 그렇게 할 수 있다는 게 밝혀지면서 놀라워할 뿐이다.

첨부 사진: Kat Piper, the Epoch Times

출처: http://www.epochtimes.co.kr/news/articleView.html?idxno=406239