소리를 이용한 식물의 불량환경 저항성 기능 향상
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소리를 이용한 식물의 불량환경 저항성 기능 향상
  • 농촌진흥청 국립농업과학원 분자육종과 정미정
  • 승인 2012.10.28 17:44
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소리란 매질의 진동에 의해 전파되는 파동을 말하는데, 소리라고 하면 대부분 공기를 통해 전해져 청각에 의해 포착될 수 있는 것을 가리킨다. 음파는 공기를 투과하여 이루어지는 진동의 연속이고 사람은 16-2만 Hz범위내의 진동수의 소리를 들을 수 있으며, 그 이상의 음파는 초음파라고 하여 사람이 들을 수 없는 소리다.

음악이 생명체에 끼치는 영향에 대한 연구는 진화론의 창시자 찰스다윈시대부터 시작되었고, 인도 식물학자 싱교수는 검정 말에 음악을 들려준 결과, 원형질이 마치 햇빛에 의해 광합성을 할 때처럼 활발하게 움직이고 있음을 관찰했다고 보고하였다. 또한 인도전통음악인 ‘라가’를 벼에 들려주면, 벼의 수확량이 25- 60%이상 증수된 결과를 얻었다는 보고도 있는데, 이는 음악이나 리듬감이 있는 박자가 기공수를 증가시키고, 표피층도 두꺼워지게 하며, 세포도 훨씬 커지게 함을 알 수 있다.

소리를 듣는 기관이 따로 있는 동물에 비해 식물은 소리를 인지하는 기관이 별도로 발달되어 있지 않고 몸 전체가 세포로 되어 있어 몸 전체로 소리를 느낀다. 음파가 식물의 세포벽을 두드리게 되면 공명현상에 의해 원형질도 활발하게 움직이게 되고, 그 결과 세포질이 떨리면서 대사 작용이 활발하게 일어나는 것이다. 사람이 그러하듯 식물도 좋아하는 음악과 싫어하는 음악이 따로 있다. 도로시라는 미국의 과학자는 호박에 하이든, 베토벤 등의 유럽 고전음악과 시끄러운 록 음악을 각각 들려주고 호박의 반응을 관찰한 결과, 고전음악을 들려준 호박은 음원(스피커)방향으로 줄기가 뻗어 나갔으나, 록 음악을 들려 준 호박은 음원과 반대방향으로 자라고 있는 것을 볼 수 있었다고 한다. 그리고 음악은 식물의 생장을 촉진시키는 효과 이외에도 건조와 같은 불량환경에 대한 저항성을 증가시키는 효과도 있다. 2003년에 미국 서부지역이 심한 가뭄이 왔을 때, 콩 재배지에 음악을 들려준 결과, 그렇지 않은 재배지와 비교해 콩의 생육이 두 배가 증가하였는데 이 실험에서 더 놀라운 사실은 음악을 들려주지 않은 재배지의 절반으로 관수량을 줄인 상태였다고 한다. 더 불리한 상황에서 음악의 효과만으로 생육이 두 배 증가했다는 것이다. 이로써 식물에게 있어 음악의 영향력이 얼마나 큰지 알 수 있다.

최근 들어 위의 여러 사례와 같은 음파를 이용한 연구가 국내·외 여러 곳에서 추진되고 있다. 실제로 벼에 다양한 음역대의 음파를 처리한 결과, 다수의 유전자가 음파에 반응하여 발현이 증가되었고, 이것은 음파를 이용하여 원하는 유전자의 발현유도가 가능하다는 사실을 말해준다. 이러한 실험결과는 불량환경 극복을 위해 예방적으로 식물에 적정한 음파를 처리하면 이에 반응하여 병이나 불량환경 저항성을 가진 유전자들의 발현이 증가되게 되고, 식물체는 방어 상태를 유지하여 이후에 병이나 불량환경상황에 놓이게 되더라도 이에 대비하게 된다. 즉 음파는 식물에 존재하고 있는 병이나 불량환경 저항성 유전자들의 인위적인 조절을 가능하게 하여 원하는 시기에 필요한 음파를 처리하여 작물의 피해를 감소시킬 수 있게 되는 것이다. 이와 같이 음파를 이용한 연구는 정확한 기작 등에 관한 연구를 통하여 향후 농가에 적용 가능한 기술로 발전 시켜나갈 수 있을 것으로 큰 기대를 모으고 있다.
 


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