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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

해바라기가 태양을 '보는' 방법

미디어위원회
2023-11-23

해바라기가 태양을 '보는' 방법

(How Sunflowers ‘See’ the Sun)

by Frank Sherwin, D.SC. (HON.)


   해바라기(sunflowers, Helianthus annuus)는 크고 아름다울 뿐만 아니라, 해굽성(heliotropism, 향일성)이라는 놀라운 생물 역학을 갖고 있다. 

ICR의 짐 존슨(Jim Johnson) 박사는 다음과 같이 말했다,

사실 해바라기들은 햇빛을 추적하기 위해서 낮 동안에 움직인다. 그것은 하나님이 그러한 연속환경추적(continuous environmental tracking)을 통해 광합성 시에 햇빛의 이점을 최대화할 수 있도록 그들의 생리를 생명공학적으로 설계하셨기 때문이다.

"젊은 해바라기 꽃들은 아침에 동쪽을 향하고, 그 다음 지구가 하루 종일 회전을 할 때 태양을 따라간다. 해굽성이라고 불리는 이 행동은 심지어 구름이 많은 날에도 일어나고, 자라나는 씨앗의 무거운 무게를 견디기 위해 줄기가 뻣뻣해질 때까지 계속된다. 성숙한 꽃 머리는 자주 동쪽을 향하여 있는데, 이들 식물은 더 빨리 따뜻해져서 서쪽을 향하는 식물들보다 5배나 많은 수분 매개 생물(pollinators)들을 끌어들일 수 있다."[1]

식물학자들은 이 놀라운 식물이 하늘을 가로질러 태양의 궤적을 추적하여, 항상 얼굴을 태양을 향하도록 유지하는 해굽성이 어떻게 작동되는 것인지를 오랫동안 궁금해 해왔다. 처음에는 굴광성(phototropism)의 일종으로 추정됐었지만, 캘리포니아 대학의 과학자들은 해굽성이 훨씬 더 복잡하고 상세한 그것만의 독특한 메커니즘이라는 것을 발견했다. 여기에는 많은 수의 유전자들 활성화와 유전자 재연결(genetic rewiring) 가능성이 포함된다.[2]

많은 사람들이 과학 시간에 굴광성(phototropism)에 대해 들어보았을 것이다. 식물이 빛에 반응하여 방향을 정하는 것이다. 구체적으로 굴광성은 포토트로핀(phototropin)이라는 분자의 지배를 받으며, 가시광선 스펙트럼의 끝에 있는 청색광에 반응한다.

식물은 다른 두 종류의 광단백질인 포토트로핀(phototropin)과 크립토크롬(cryptochromes)을 이용하여 청색광을 감지한다. 포토트로핀은 원형질막과 관련이 있으며, 부분적으로 빛을 향해 식물이 성장하는 경향인 굴광성을 담당한다. 굴광성은 옥신(auxin)에 의해 자극되는, 방향성 있는 세포 신장(cell elongation)에 의해서 발생하지만, 포토트로핀과 옥신 사이의 연관성은 알려져 있지 않다.[3]

해굽성(heliotropism)은 낮 동안 또는 다른 계절(일주성) 동안, 햇빛에 반응하여 식물이 움직이는 것이다. 해굽성 운동은 식물이 상황의 변화에 적응하는 능력을 가지는, 일종의 일주기 리듬(circadian rhythm)이다. 이러한 일주기 리듬(또는 시계)은 예를 들어 해바라기 대사를 조절하는 데 중요하다.

수십 년 동안 해굽성은 굴광성과 같은 단순한 메커니즘에 기초할 것이라고 생각해왔지만, 사실은 그렇지 않다.

캘리포니아 데이비스 대학(UC, Davis)의 세 명의 생물학자들은 새로운 연구를 통해, 실내와 실외에서 해바라기 유전자들의 활성화(activation)를 조사했다.

연구자들은 실내 실험실 성장실에서 자라는 해바라기와 야외에서 햇빛을 받으며 자라는 해바라기에서 어떤 유전자의 스위치가 켜지는(전사되는) 지를 살펴보았다.

실내에서는 해바라기가 빛을 향해 똑바로 자라면서, 포토트로핀과 관련된 유전자가 활성화되었다. 그러나 실외에서 자란 식물들은 태양과 함께 고개를 흔들면서 전혀 다른 유전자 발현 양상을 보였다. 줄기의 한쪽과 다른 쪽 사이에는 포토트로핀에 뚜렷한 차이가 없었다.

연구자들은 아직 해굽성에 관여하는 유전자들을 확인하지 못했다.[2]

그늘 상자로 다양한 파장의 빛을 차단하는 것은 해굽성 반응에 영향을 미치지 못했다. 이것은 생물학자들이 해바라기의 단백질 조절을 연구해볼 것을 제안하도록 이끌었다. 예를 들어, 그들은 식물을 실내에서 실외로 옮기는 것이 "유전자 발현의 폭발"이라는 결과를 가져온다는 것을 알고 있다.[2]

뿐만 아니라, 데이비스 대학의 식물생물학 교수인 스테이시 하머(plant biology)는 해바라기들이 일종의 "재연결(rewiring)"을 진행한다고 제안했다. 그러한 광범위한 유전자 혁신(renovation)는 무작위적인 자연적 과정, 우연, 오랜 시간이라는 진화론적 개념과는 분명히 어긋난다.

놀라운 해바라기의 생리학에 대한 더 많은 연구들은 진화가 아닌, 목적, 계획, 특별한 창조를 드러낼 것이다.


References

1. Johnson, J. Sunflower Heliotropism: August Sunlight for Making Tons of Seeds. Creation Science Update. Posted on ICR.org August 31, 2020, accessed November 8, 2023, quoting Gaskell, K. Sunflowers Smarts. Bay Journal. Posted on Bayjournal.com July 23, 2020.

2. Fell, A. How Sunflowers See the Sun. University of California, Davis. Posted on biology.ucdavis.edu October 31, 2023, accessed November 10, 2023.

3. Alberts, B. et al. 2022. Molecular Biology of the Cell, 7th ed. New York, NY: W.W. Norton and Company, 945.

* Dr. Sherwin is science news writer at the Institute for Creation Research. He earned an M.A. in zoology from the University of Northern Colorado and received an Honorary Doctorate of Science from Pensacola Christian College.


*참조 : 해바라기의 해굽성 : 수 톤의 씨앗을 만드는 8월의 햇빛.

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해바라기의 해굽성은 아직도 미스터리이다. 

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출처 : ICR, 2023. 11. 9.

주소 : https://www.icr.org/article/sunflowers-see-sun/

번역 : 미디어위원회



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