피소니아 나무는 왜 새를 죽일까?(질문하는 과학 15)

▶ "말도 못 하고 움직이지도 못하는 식물은 어떻게 지구를 푸르게 만들었을까?"
5억 년 동안 살아남은 식물들의 놀라운 생존 전략
식물은 움직이지 못한다. 도망칠 수도, 소리를 지를 수도 없다. 그런데도 지난 5억 년간 살아남아 현재 지구에는 35만 종이 넘는 식물이 존재한다. 어떻게 가능했을까? 식물은 씨앗을 단단하게 만들어 엄마식물에서 떨어진 뒤에도 오랫동안 살아남고, 가장 적절한 순간까지 발아를 미룬다. 약 2,000년 된 유대 대추야자 씨앗이 실제로 싹을 틔운 사례는 씨앗이 얼마나 놀라운 생존 장치인지를 보여 준다.
식물은 다양한 방법으로 씨를 최대한 멀리 퍼트리는데, 민들레 씨앗처럼 바람을 이용하기도 하고, 갈고리 구조로 동물의 몸에 달라붙어 이동하기도 한다. 뉴질랜드와 하와이 등에 서식하는 피소니아 나무는 끈끈한 씨앗을 새의 깃털에 붙여 퍼트리는데, 씨앗이 지나치게 많이 붙으면 새가 날아가지 못해 죽기도 한다. 그래서 피소니아 나무는 '새 잡는 나무'라는 별명으로 불린다. 이 책은 움직이지 못한다는 약점을 극복하기 위해 진화해 온 식물들의 치열한 생존 전략을 SF처럼 흥미롭게 들려준다.


▶ "식물도 느끼고, 싸우고, 신호를 보낸다"
생각보다 훨씬 능동적이고 복잡한 식물의 세계
식물은 조용히 자라는 존재가 아니다. 빛과 온도, 접촉 같은 환경 신호를 감지하고, 주변 식물들과 경쟁하거나 협력하며 살아간다. 뿌리와 곰팡이 네트워크를 통해 영양분과 위험 신호를 주고받고, 햇빛을 더 받기 위해 줄기를 빠르게 키우거나 주변 식물의 성장을 방해하는 화학물질을 내보내기도 한다. 이런 화학전은 '타감작용'이라고 불리며, 식물의 대표적인 생존 전략 가운데 하나다.
애벌레가 잎을 갈아 먹으면 천적 곤충을 불러들이는 초록잎 휘발성 물질을 방출하고, 몸 전체에 전기신호를 보내 방어 체계를 가동하기도 한다. 커피의 카페인, 담배의 니코틴, 버드나무의 살리실산 역시 식물이 살아남기 위해 만들어 낸 방어물질이다. 이 책은 최신 식물학 연구를 바탕으로 식물의 발아와 성장, 광합성, 물의 이동, 감각 반응 등을 쉽고 흥미롭게 설명하고, 식물이 얼마나 정교하고 역동적인 생명체인지를 생생하게 보여 준다.


▶ 현대식 농업의 문제와 유전자 변형 생물체(GMO) 논쟁에 과학으로 답하다
저자는 현대식 농법의 문제와 유전자 변형 생물체(GMO)를 둘러싼 논쟁 역시 과학적 시선으로 차분하게 설명한다. 대량 생산 중심의 현대 농업은 특정 품종만 반복적으로 재배하면서 생물다양성을 감소시키고, 병충해에 취약한 환경을 만들었다. 결국 농약과 화학비료 사용이 늘어나 토양과 생태계에 부담을 주는 문제로 이어지고 있다.
이 책은 GMO를 단순한 찬반의 문제가 아니라 기후위기와 식량난 시대에 필요한 기술 중 하나로 바라본다. 병충해에 강하고 가뭄과 고온을 견디는 작물, 농약 사용을 줄일 수 있는 품종 개발 사례 등을 소개하며, 식물학자의 시선으로 GMO 기술의 원리와 실제 활용 가능성을 설명한다. 막연한 공포가 아니라 정확한 정보와 검증을 바탕으로 생명공학을 이해해야 한다는 점에서 청소년 독자들에게 균형 잡힌 시각을 제시한다.


▶ 위기에 처한 식물? 미래를 구할 식물!
최근 식물들의 성공 전략에도 빨간불이 켜졌다. 봄이면 차례로 피어나던 개나리, 진달래, 벚꽃이 요즘은 한꺼번에 피어 버리는 일이 잦아졌다. 인간의 입장에서는 다 같은 꽃인데 한꺼번에 핀들 무슨 문제일까 싶지만, 이는 지구온난화로 인해 식물의 생체 시계가 고장 나고 있다는 위험신호이다. 꽃 피는 시기의 변화는 곤충의 활동 시기와 어긋나 수분 과정에 혼란을 일으키고, 생태계 전체의 균형에도 영향을 미칠 수 있다.
하지만 식물은 위기의 시대를 극복할 가능성도 품고 있다고 저자는 말한다. 살아 있는 식물과 미생물을 이용해 전기를 생산하는 '식물-미생물 연료전지' 연구를 소개한다. 아직 해결해야 할 과제는 많지만, 발전소나 화석연료 없이 친환경적으로 전기를 생산할 수 있다는 점에서 미래 기술로 주목받고 있다. 이 책은 식물을 통해 기후위기와 생태계 문제를 새롭게 바라보게 하며, 자연과 공존하는 미래를 고민하게 만든다.


▶ 과학 다큐멘터리를 보듯 식물학으로 이끄는 삽화와 위대한 식물학자들을 펼침 만화로 만나다
이 책에는 식물학 발전에 큰 영향을 끼친 과학자들의 이야기도 담겨 있다. 빛이 식물의 유전자를 켜고 끄는 스위치 역할을 해서 줄기와 잎의 모양을 변하게 한다는 사실을 밝힌 조앤 코리, 품종 개량과 육종 연구를 통해 우리 농업 발전의 기초를 세운 우장춘 박사, 한국 산림 복구의 상징적 인물인 현신규 박사, 유전자의 이동 현상을 발견해 현대 유전학의 패러다임을 바꾼 바버라 매클린톡까지, 식물학의 역사를 바꾼 인물들의 삶과 연구를 흥미로운 만화로 소개한다.
아름답고 섬세한 그림들과 정보성 삽화 역시 이 책의 큰 장점이다. 식물이 빛을 감지하는 원리, 기공을 통한 기체 교환, 나무가 물을 끌어 올리는 메커니즘 등을 시각적으로 쉽게 이해할 수 있도록 구성했다. 읽는 재미와 보는 재미를 동시에 갖춘 덕분에, 독자들은 마치 잘 만든 과학 다큐멘터리를 보듯 식물학의 세계에 빠져들게 된다.

프롤로그 식물이 감춰 둔 놀라운 이야기

1장
식물의 성장과 발달
1 씨앗은 왜 단단할까?
2 어떤 씨는 왜 싹이 트지 않을까?
3 산불이 나야 싹이 트는 씨가 있다고?
4 식물도 똥을 눌까?
5 식물도 볼 수 있을까?
6 식물은 어디로 호흡할까?
7 만지면 식물도 느낄까?
8 식물도 혈관이 있을까?
9 키 큰 나무는 어떻게 꼭대기까지 물을 끌어올릴까?
조앤 코리 (Joanne Chory, 1955~2024)

2장
식물의 사회생활
10 키가 큰 식물이 생존에 유리할까?
11 햇빛을 가로채는 식물이 있다고?
12 걸어 다니는 나무가 있다고?
13 식물도 전쟁을 한다고?
14 식물이 분신술을 쓴다고?
15 남의 것을 훔치는 식물도 있다고?
16 식물들이 서로 돕는다고?
현신규 (1912~1986)

3장
식물과 미생물, 동물의 상호관계
17 식물과 곰팡이의 공생은 언제부터일까?
18 게으른 뿌리혹박테리아는 쫓겨난다고?
19 식물과 박테리아가 싸우면 누가 이길까?
20 식물이 화학전을 한다고?
21 여름에 식물이 병에 더 잘 걸리는 이유는?
22 식물이 해충을 물리치는 방법은?
23 보리잎으로 손가락을 벨 수 있다고?
24 식물은 어떻게 짝을 찾을까?
25 개미가 식물을 재배한다고?
26 곤충을 속이는 식물이 있다고?
27 피소니아 나무는 왜 새를 죽일까?

4장
식물의 유전
28 식물의 유전자가 사람의 것과 닮았다고?
29 전 세계 35만 종이 넘는 식물이 있다고?
30 누구나 식물을 복제할 수 있다고?
바버라 매클린톡 (Barbara McCIintock, 1902~1992)


5장
식량을 공급해 주는 식물
31 농부는 왜 강아지풀은 재배하지 않을까?
32 유전자 변형 생물체(GMO)란?
33 GMO는 환경과 건강에 해로울까?
34 현대 농업은 왜 환경에 나쁠까?
우장춘 (1898~1959)

6장
미래의 식물
35 이산화탄소가 많을수록 식물은 더 잘 자랄까?
36 식물이 기후변화에 가장 약하다고?
37 화성에서 식물을 키울 수 있을까?
38 채식을 많이 하면 환경을 지킬 수 있다고?
39 농작물을 공장에서 생산할 수 있을까?
40 식물이 만드는 전기로 스마트폰을 충전한다고?

이영숙 식물생리학자. 식물이 지닌 여러 기능의 근본 원리를 유전자 수준, 세포 수준, 개체 수준에서 연구하고 있다. 서울대학교 식물학과에서 학사와 석사학위를, 미국 코네티컷대학교에서 박사학위를 받았다. 이후 하버드대학교 연구원을 거쳐 포항공과대학교에서 제자들을 가르쳤고, 영국의 식물 학술지 〈뉴파이톨로지스트〉 편집자, 국가과학기술 자문위원으로 활동했다. 특히 식물 ABC 수송체 유전자들에 관한 연구로 국제적인 명성을 얻어 미국식물학회의 교신회원상, 미국학술원의 코차렐리상을 수상했고, 국내에서도 한국과학상, 삼성행복상창조상 등을 받았다. 공저로 《식물의 사회생활》이 있다.