곤충은 기주식물을 찾기위해 후각, 시각, 미각을 총 동원한다. 그 중에서도 기주식물의 냄새물질을 감지하는 후각이 매우 중요한데, 그렇다면 곤충은 식물의 냄새를 어떻게 감지하고 기주식물을 어떻게 찾아내는 것일까?
영국 로담스테드 연구소(Rothamsted Research)의 Lester J. Wadhams 박사가 이끄는 연구진은 기주식물의 냄새물질을 곤충이 어떻게 감지하는지에 관한 총설 논문을 Trends in Plant Science 최신호에 발표하였다.
식물이 만들어내는 냄새 화학물질 가운데 곤충을 유인하는 물질을 우리는 카이로몬(kairomone)이라고 부른다. 카이로몬이 곤충의 화학감각기에 있는 후각수용신경세포를 자극하게 되면 그 신호가 중추신경계로 이동하게 되어, 곤충은 정보를 종합하여 기주식물을 찾게 되는 것이다. 그런데, 다양한 식물들이 존재하는 자연환경 속에는 수 많은 냄새 화학물질이 섞여있을 텐데, 곤충은 자신의 기주식물을 정확히 찾아내는 능력을 가지고 있다. 과학자들은 이러한 현상을 설명하는 2가지 가설을 제시하고 있다.
첫째는, 기주식물만의 독특한 냄새물질을 곤충이 감지한다는 이론이다. 이 이론을 뒷받침하는 증거들이 몇몇 곤충과 특정 식물에서 밝혀진 바 있다. 하지만, 그 예들은 매우 드물어 일반적인 설명으로 받아들이기는 힘들다는 것이 연구진의 주장이다.
두번째 가설은, 식물들이 일반적으로 만들어 내는 공통적인 냄새 화합물들이 있는데, 식물마다 이 냄새 물질들의 비율이 조금씩 다른 특징을 곤충이 구분한다는 가설이다. 곤충의 화학감각기는 식물에서 나오는 일반적인 냄새물질에 대부분 반응을 보인다. 그 중에서, 기주식물이 내는 냄새물질의 '비율'을 정확히 구분한다는 것이다. 이 가설을 뒷받침하는 증거는 풍부하다고 연구진은 주장한다. 우선은 각 냄새물질마다 수용체가 달라서 각각의 냄새물질에 대한 반응이 따로 이동하게 되며(labeled lines 현상), 감각기에 다양한 수용체들이 함께 모여있기 때문에 냄새물질들의 미묘한 비율차이도 인지한다는 것이다. 심지어 1mm 거리 차이를 두고 도착하는 냄새 물질도 구별하며, 0.001초 차이까지도 구분할 정도라니, 가히 정교함의 극치라 할 만 하다.
연구진은 이러한 두번째 가설을 '동시발생 이론(coincidence theory)'이라 명명하면서 앞으로 화학감각반응 뿐만 아니라 행동반응을 심도있게 연구하면, 해충 방제에 대한 응용도 가능할 것으로 전망했다.
[연락저자]
*Wadhams, L.J.
*Rothamsted Research, Harpenden, Hertfordshire, UK AL5 2JQ
*E-mail:
lester.wadhams@bbsrc.ac.uk 등록날짜 2005/06/30 출 판 일 2005/06/00
정보출처 Trends in Plant Science 10: 269-274 (2005년 6월호) kisti.
운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2005.07.05 13:15
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