곤충이 파리지옥 위에 앉으면, 파리지옥은 눈 깜짝할 사이에 덫을 닫아 곤충을 가둬. 나, 과학마녀 일리가 파리지옥을 만나 이렇게 빨리 움직이는 비결을 들어봤어.
Q.자기소개 부탁해.
안녕! 나는 곤충을 잡아먹는 식물 파리지옥이야. 나는 줄기 끝에 양쪽으로 펼쳐진 두 장의 잎이 있어. 내 잎은 밖으로 볼록하게 굽어 있다가 자극받으면 안으로 뒤집히며 닫히지. 곤충이 잎 안쪽의 감각모라는 털을 짧은 시간 안에 두 번 건드리면, 나는 약 0.2초 만에 잎을 닫아. 프랑스 국립과학연구센터 연구팀은 내 덫이 이렇게 빠르게 움직이는 원리를 밝혀, 6월 11일 국제 학술지 ‘사이언스’에 발표했어.
Q.지금까지는 어떻게 알려져 있었어?
과학자들은 지금까지 내 잎 속 세포 사이로 물이 빠르게 이동하면서 덫이 닫힌다고 생각했어. 세포는 가진 수분의 농도에 따라 주변의 물을 흡수하는 양이 달라져. 덫의 안쪽과 바깥쪽 세포의 수분 농도가 다르기 때문에, 흡수한 물의 양에 따라 세포의 크기가 다르게 부풀면서 잎이 닫힌다는 거야. 연구팀은 내 덫에 탐침을 꽂아 물이 세포 사이를 이동하는 속도를 쟀어. 그런데 물이 잎 전체를 가로지르는 데는 30~150초가 걸렸어. 내 덫이 몇 초 안에 닫히는 것과 비교하면 너무 느린 속도지.
Q.실제로는 어떻게 덫을 빨리 닫는 거야?
내 잎 바깥쪽 표면의 세포벽이 부드러워지기 때문이야. 세포벽은 세포를 둘러싼 두꺼운 막이야. 연구팀은 내 감각모를 자극한 뒤 탐침으로 안쪽과 바깥쪽 세포를 눌러 단단한 정도를 측정했어. 그 결과, 바깥쪽 표면의 세포벽은 1초도 안 되어 약 31% 정도 부드러워졌지만 안쪽 표면 세포벽의 단단한 정도는 거의 변하지 않았어. 세포벽이 물러지면 잎 바깥 면이 안쪽 면보다 더 늘어나면서 잎이 안쪽으로 휘어져. 이렇게 계속 휘어지다 한계점에 도달하면, 잎에 저장된 탄성 에너지●가 한꺼번에 방출되면서 덫이 순식간에 닫히는 거야.
Q.이번 연구는 어떤 의미가 있어?
식물이 조직의 단단한 정도를 조절해 빠르게 움직일 수 있다는 새로운 운동 원리를 밝혀냈어. 내 잎 바깥쪽의 세포벽이 부드러워지는 속도는 지금까지 알려진 식물 세포벽의 변화 중 가장 빨라. 연구팀은 이번 발견이 “생명체를 모방한 소프트 로봇이나, 자극에 반응해 형태를 바꾸는 스마트 소재를 개발하는 데 쓰일 수 있다”고 기대했어.
