[표지로 읽는 과학] 파리지옥의 0.2초 포획 비결, 100년 만에 풀었다 작성일 06-14 47 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="BMJ2zccndh"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a06b82683279ab478b6b1ffeddb43c970f244fcf2100647ff72597f1d3f16d91" dmcf-pid="bRiVqkkLMC" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="사이언스 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/14/dongascience/20260614080215778ivpi.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="qsUWhVV7Jl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/14/dongascience/20260614080215778ivpi.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 사이언스 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="f769c9fe4c3040ebf6cb462e24bad93c5d932bbfd62e89df523e0544b85bb578" dmcf-pid="KenfBEEoRI" dmcf-ptype="general">이번주 국제학술지 '사이언스' 표지는 곤충을 잡아먹는 식충식물 ‘파리지옥(Dionaea muscipula)’이 장식했다. 가장자리를 따라 늘어선 붉은 가시 돌기들 사이로 파리의 형체가 어렴풋이 비친다.</p> <p contents-hash="de27b84627dab2a0917d15f3244f7f2218d788567f1b8c1f9c94000546952d4f" dmcf-pid="9dL4bDDgRO" dmcf-ptype="general"> 파리지옥은 북아메리카 습지가 원산지인 식충식물이다. 두 장의 잎이 가운데 잎맥을 따라 좌우로 펼쳐져 있고 잎 안쪽에는 '감각 털'이라 불리는 작은 돌기가 나 있다. 파리나 거미 같은 곤충이 감각 털을 건드리면 잎이 순식간에 닫혀 먹이를 가두고 소화 효소를 분비해 영양분을 흡수한다. 잎이 닫히는 정확한 물리적 원리는 100년이 넘도록 밝혀지지 않았다.</p> <p contents-hash="dbc8a43964133d509b67775ee2af3cd6e71e727db812e123fe31d8124329aea7" dmcf-pid="2Jo8Kwwais" dmcf-ptype="general"> 류정은 프랑스 엑스-마르세유대와 프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 박사후연구원팀은 이 오랜 수수께끼의 해답을 국제학술지 '사이언스'에 11일(현지시각) 발표했다. </p> <p contents-hash="e2f3000edda14f223d2500849822b19aaee122b3b7c42ea49c4cf95d10e78510" dmcf-pid="Vig69rrNLm" dmcf-ptype="general"> 가장 유력한 기존 가설은 삼투압 변화에 의한 수분 이동이다. 포획 잎 안쪽과 바깥쪽 세포 사이에 물이 이동하면서 팽창 차이가 생기고 그 차이가 잎을 닫는다는 설명이다. </p> <p contents-hash="02f95fcac0c424628d48dc66775a9684e8061ef24084ae10ca0b90a0a8155934" dmcf-pid="fnaP2mmjir" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 미세 측정 장치로 포획 잎 세포의 압력을 직접 측정하고 조직 절편을 농도가 다른 용액에 옮겨 물이 흡수되는 속도를 추적했다. 그 결과 포획 잎 전체 두께를 가로지르는 수분 이동에는 최소 30~150초가 필요했다. 포획 잎이 완전히 닫히는 데 걸리는 0.21초는 물론 잎이 스스로 구부러지는데 걸리는 3~4초보다도 훨씬 느렸다. 수분 이동 가설은 기각됐다. </p> <p contents-hash="a9c63e19f6c4746fd31fc6e146fe5affc1976258a0729a45ddb49424abf42dc9" dmcf-pid="4LNQVssAew" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 대안을 세포벽에서 찾았다. 머리카락 굵기보다 훨씬 가는 탐침으로 포획 잎 표면 세포를 눌러 딱딱한 정도를 자극 전후로 반복 측정했다. 안쪽 표피 세포는 변화가 없었다. </p> <p contents-hash="68d5aef3d6f9fc2910dca0576f94344e0b56562d4c4eec0eb7c5f9071a214266" dmcf-pid="8UqXT66beD" dmcf-ptype="general"> 반면 바깥쪽 표피 세포는 자극 후 딱딱한 정도가 약 31% 감소했다. 세포벽이 물러지면 같은 내부 압력에도 바깥쪽만 더 많이 늘어나고 안팎의 팽창 차이가 잎을 오므리는 힘으로 작용한다. 이 변화는 1시간 이상 지속됐고 감각 털을 한 번만 건드렸을 때는 나타나지 않았다. 두 번 자극해야만 포획 잎이 실제로 닫히는 조건에서만 세포벽이 물러졌다. </p> <p contents-hash="7e40059b5fd53193d1093cd5c45d34a6103063e8508e5061f33766ce46397cf1" dmcf-pid="6uBZyPPKdE" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 세포벽이 물러지는 원인도 규명했다. 세포가 무르는 이유는 두 가지다. 세포 내부 압력이 낮아지는 경우와 세포벽 자체가 물러지는 경우다. 풍선에 비유하면 바람이 빠지면 쪼그라들고 풍선 재질 자체가 늘어나기 쉬워지면 오히려 더 부풀어 오른다. 연구팀이 자극 후 바깥쪽 표피 표면을 정밀 측정한 결과 세포가 약 8% 더 부풀어 있었다. 세포벽 자체가 물러진다는 직접 증거였다. 컴퓨터 시뮬레이션으로 정량화하면 세포벽 탄성이 약 40% 감소한 것으로 나타났다. </p> <p contents-hash="309dfe3a47922180d851866c80069ed4456dc8feb683c692866ff97a58ac1270" dmcf-pid="P7b5WQQ9nk" dmcf-ptype="general"> 작동 원리는 간단하다. 평소 포획 잎 안쪽 세포들은 내부 압력으로 안팎 세포벽을 균등하게 팽팽하게 당기고 있다. 자극이 전달되면 바깥쪽 세포벽만 순간적으로 물러진다. 물러진 벽은 같은 압력에도 더 많이 늘어난다.</p> <p contents-hash="0bbeeaacf47e9c5ebf2d34babe2cff429db8c9b59133290f4da752c2a456cf84" dmcf-pid="QzK1Yxx2Lc" dmcf-ptype="general">안쪽은 그대로인데 바깥쪽만 팽창하니 잎이 구부러지기 시작한다. 이 굽힘이 서서히 쌓이다 임계점을 넘는 순간 잎 전체가 용수철처럼 튀어 0.2초 만에 닫힌다. 연구팀이 이론으로 예측한 굽힘 정도는 실험 측정값과 정확히 일치했다. </p> <p contents-hash="5dfe71035be88b214be69d5013d845d28b19c993580af40047433832c91548d8" dmcf-pid="xq9tGMMVRA" dmcf-ptype="general"> 류정은 박사후연구원은 "살아있는 포획 잎이 반응하는 순간 역학을 직접 측정함으로써 잎이 순식간에 오므라드는 내부 '구동력'을 특정할 수 있었다"고 말했다. </p> <p contents-hash="169606a2aefe8868fe2ca896683b5ecbe56d9edd1a051250c9124505c7cf7d94" dmcf-pid="yDsoeWWILj" dmcf-ptype="general"> 세포벽이 이토록 빠르게 물러지는 이유는 아직 불분명하다. 자극이 전달될 때 세포 안으로 흘러드는 칼슘 이온이 세포벽 성분을 변형시키거나 세포벽을 구성하는 섬유 구조의 연결 부위가 끊어지면서 벽이 물러질 가능성이 거론된다. 확인하려면 후속 연구가 필요하다. </p> <p contents-hash="4b27f2fbff24f8da92f340c7fac66c10d6758b5ce3c1ef88eebb3ca52a38f30f" dmcf-pid="WwOgdYYCLN" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 이번 발견이 로봇공학과 신소재 개발에 새 원리를 제공한다고 밝혔다. 물을 이동시키거나 외부 힘을 가하는 대신 재료 자체의 딱딱한 정도를 필요한 부위에서 순간적으로 바꿔 움직임을 만드는 방식이다. 근육 없이 빠르고 정밀하게 작동하는 인공 구조물을 설계하는 데 활용될 수 있다. </p> <p contents-hash="c536a7a56be4ab509a10f9745f86744bcf0c9a38ead4cc646366480f4afe0be2" dmcf-pid="YrIaJGGhLa" dmcf-ptype="general"> <참고자료><br> science.org/doi/10.1126/science.aed5051<br> science.org/doi/10.1126/science.aei3453</p> <p contents-hash="f669aac25dcf10940cd4aabde28223418272005da4545cfece98c82d4ec6dd2f" dmcf-pid="GmCNiHHlng" dmcf-ptype="general">[조가현 기자 gahyun@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "아이폰17 샀는데 AI 100% 못 써?…애플 '램 짜돌이' 정책의 부메랑 06-14 다음 오가노이드에서 찾는 한의학과 우주의 만남 06-14 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
