사시나무는 가뭄에 대한 기억을 간직하고 있으며 다음 해에 이를 사용하여 더 많은 해충 퇴치 화학 물질을 생산할 수 있습니다. 물을 다시 사용할 수 있게 되고 오래된 잎이 떨어져도 새 잎에는 여전히 지난 여름의 결과가 남아 있습니다. 실험에서는 이러한 방어 물질이 최대 11%까지 증가했습니다.
이번 발견은 유타 대학의 한 연구에서 나온 것입니다.새로운 식물학자 2026년 9월 13일. 연구자들은 3년 동안 360그루의 어린 미루나무(Populus tremuloides)은 통제된 가뭄 기간에 반응하여 나무의 반응 중 일부가 다음 성장기에도 계속해서 나타나는 것을 발견했습니다.
특히 매년 가을에 잎을 완전히 잃어버리고 매년 봄에 잎을 다시 만들어야 하는 종의 경우 놀라운 특징입니다.
새 잎은 작년의 가뭄을 연상시킵니다.
연구의 주인공은 가을에 강렬한 노란색으로 변할 때까지 바람의 작은 숨결에도 흔들리는 가벼운 나무껍질과 나뭇잎으로 알아볼 수 있는 미국 사시나무입니다. 그들은 북아메리카의 산에 거주하며 동일한 유전적 유산을 공유하는 수많은 줄기를 가진 클론 번식을 통해 전체 숲을 형성할 수 있습니다.
이를 연구하기 위해 Talia Karasov와 William Anderegg가 연구원 Aubrey Hawks와 함께 조직한 그룹은 유타와 콜로라도에 있는 5개 국유림에서 식물 재료를 수집한 후 대학의 실험 현장에서 재배했습니다. 2021년부터 2023년까지 일부 나무 그룹에는 정기적으로 물을 주었고 다른 나무 그룹에는 대조 표본용으로 예약된 것의 최대 4분의 1까지 물을 줄였습니다. 어떤 경우에는 특히 건조한 여름 이후 관개가 정상으로 돌아왔습니다.
그리고 연구자들이 가장 흥미로운 결과를 발견한 것은 후자를 관찰함으로써였습니다. 2022년에는 전년도에 가뭄을 겪은 포플러에 2021년에 정기적으로 관개한 나무보다 살리시노이드 페놀 배당체가 11% 더 많았습니다. 2023년에는 동일한 비교에서 8% 증가한 것으로 나타났습니다.
이들은 수많은 초식 곤충에게 잎을 덜 매력적으로 만드는 천연 물질입니다. 그러나 가뭄이 발생한 첫해에는 농도가 크게 증가하지 않았습니다. 즉, 가장 두드러진 응답은 어느 정도 지연된 후에 도착했습니다. 마치 나무들이 그들이 겪은 상황의 흔적을 간직하고 물 스트레스가 끝난 후에도 방어를 계속해서 수정하는 것처럼 말입니다.
차이를 만들 수 있는 화학적 방어
Karasov에 따르면 이러한 화합물은 말린 잎 무게의 최대 20%를 차지할 수 있습니다. 특히 방어 물질을 생산하려면 식물이 자라는 데 사용할 수 있는 자원이 필요하다는 점을 고려하면 상당한 양입니다. 그러나 실험에서 연구자들은 이러한 특정 방어력을 높이면 성장이 감소한다는 증거를 발견하지 못했습니다.
또 다른 흥미로운 사실도 있습니다. 페놀성 배당체 농도가 높은 나무는 일반적으로 손상된 수관 부분이 더 적습니다. 잎의 건조 중량에 이러한 물질이 추가될 때마다 통계 모델은 손상된 캐노피에서 약 1.8% 포인트 감소하는 것으로 추정했습니다.
관찰된 손상에 잎에 대한 다양한 유형의 변화가 포함되어 있고 연구에서 잎을 먹은 곤충의 수를 직접 측정하지 않은 경우에도 가능한 보호 혜택을 암시하는 관계입니다.
게다가 가뭄에 대한 대응에는 다른 화학물질도 포함되었습니다. 일부 미생물에 대한 보호에 관여하는 응축된 탄닌은 다른 추세를 따랐습니다. 2023년에 2~3년 연속 가뭄을 겪은 나무는 1년 동안 회복된 나무보다 약 3분의 1 정도 적었습니다. 따라서 나무는 다양한 형태의 방어에 자원을 분배하는 방식을 바꾸는 것처럼 보였습니다.
잎에 달린 버섯도 변한다
이번 연구에서는 잎 표면과 내부에 서식하는 곰팡이도 조사했습니다. 가뭄에 노출된 나무에서 연구자들은 잠재적으로 병원성 그룹에 속하는 곰팡이가 상대적으로 더 많이 존재한다는 것을 발견했습니다. 반대로, 페놀성 배당체가 증가한 곳에서는 그 존재가 감소하는 경향을 보였습니다.
이러한 차이는 개별 곰팡이 그룹에도 영향을 미쳤습니다. 그런 분들 골로비노미세스흰가루병과 관련된 는 가뭄 동안 덜 풍부했지만 속의 것들은 증가했습니다. 영지마여기에는 이미 약해진 나무를 공격할 수 있는 종이 포함됩니다. 이는 가뭄이 잎의 화학적 성질과 거기에 사는 유기체의 공동체를 동시에 변화시킬 수 있음을 의미합니다. 그러나 확인된 곰팡이 중 일부는 질병을 일으키지 않고 나무에서 살 수 있습니다. 곰팡이의 존재만으로는 감염을 의미하지 않습니다.
나무에는 정말 추억이 있을까?
과학자들은 환경 경험이 식물 생리학에 미치는 지속적인 영향을 설명하는 데 사용되는 표현인 “기능적 기억”에 대해 이야기합니다.
포플러가 이러한 가뭄의 흔적을 유지할 수 있도록 하는 메커니즘이 무엇인지 이해해야 합니다. 물을 운반하는 미세한 뿌리와 조직의 손상과 같은 스트레스로 인한 화학적 과정이나 물리적 결과의 조절에 변화가 있을 수 있습니다. 두 가지 가능성은 아직 실험적으로 구별되지 않았습니다.
나무 생존에 대한 이러한 반응의 중요성 또한 추가 관찰이 필요합니다. 장기간의 가뭄은 실제로 다음과 같은 현상과 관련된 주요 요인 중 하나입니다. 갑작스런 아스펜 감소미국 사시나무의 급속한 부패로 인해 산림 전체가 죽을 수 있습니다.
이 나무들이 물 스트레스에 어떻게 대처하는지 이해하면 특히 점점 더 극심한 건조 기간이 이어지는 기후에서 회복력을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 연구자들이 유타 대학교에서 발표한 연구 발표에서 설명했듯이, 이러한 변형이 얼마나 오래 지속되는지, 그리고 실제로 나무의 생존에 도움이 되는지 여부를 확인하려면 추가 실험이 필요할 것입니다.
한편, 한 가지 사실이 관찰되었습니다. 포플러는 가을에 모든 잎을 잃고 봄에 새 잎이 자랄 수 있으며 특히 어려운 여름의 결과를 계속해서 가져갈 수 있습니다. 작년의 나뭇잎이 떨어졌습니다. 가뭄은 분명히 뭔가를 남겼습니다.
