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1974년에 인도통계연구소(Indian Statistical Institute)에서 T. A. DAVIS라는 분이 발표한 《식물의 좌우대칭구조》라는 논문이 있습니다.
논문의 요점은 아래와 같습니다. 1. 일부 식물은 좌우/거울대칭이 있다. 2. 야자나무도 수관(樹冠, crown)의 방향에 따라 왼손방향과 오른손방향으로 나눌 수 있어 거울대칭이다. 3. 야자나무는 왼손/오른손방향에 따라 과실 수확량이 차이가 난다. 4. 야자나무의 왼손/오른손방향은 유전적(遺傳的, inherited)이지 않으며, 위도(緯度, latitude)와 관련이 있다. 아래에 논문의 개략적인 내용을 정리하고, 그 의미를 생각해보겠습니다.
참고 : 논문에서 사용하는 단어들을 가급적 한글로 기재하려고 노력하였으나, 일부 번역이 곤란하거나 - 예 : 학명 - 또는 저의 미숙함으로 인하여 일부 단어는 영어 원어로 표기하였습니다.
<요약시작>
극락조화과(--科)에 속하는 Ravenala madagascariensis - 일명 여행자나무(travellers' tree) - 의 잎은 대립하는 2개의 수직열로 배열합니다.
그러나 근친관계인 무사 사피엔툼(Musa Sapientum ; 바나나)에서 2개의 열은 수직적이지 않습니다. 대신에 그것들은 위[上]방향으로 나선상이며, 2개의 나선은 항상 시계반대방향입니다. 코르딜리네 루브라(Cordyline rubra)의 잎은 나선상(螺旋狀, spirality)으로 배열되어 있지만, 무사 사피엔툼과는 다소 차이가 있습니다. shoot은 시계방향과 시계반대방향이 거의 비슷하게 분포되어 있습니다.
[shoot은 "새로 돋아난 순이나 싹"으로 번역되지만, "작은 가지나 줄기", 또는 "지상부(地上部)"를 의미하기도 합니다.]
대부분의 야자나무(palms)에서도 이런 현상이 나타납니다. 만약 코코야자나무(coconut palm)의 수관(樹冠, crown ; 줄기 윗부분)을 바라보면 - 시계방향 또는 시계반대방향의 - 나선상으로 된 5개잎을 발견할 수 있습니다.
왼쪽 나무 : 왼손방향 코코야자(Left handed coconut palm) 오른쪽 나무 : 오른손방향 코코야자(Right handed coconut palm)
코코넛(coconut) 뿐만 아니라 다른 야자나무(palms)들에서 잎의 나선방향은 유전되지 않습니다. 왼손방향 종자[♀]와 왼손방향 화분[♂], 왼손방향 - 오른손방향, 오른손방향 - 왼손방향, 오른손방향-오른손방향의 야자나무를 수분(pollination, 受粉)시켰을 때 왼손방향과 오른손방향의 자손(progeny) 비율은 50%입니다.
매우 놀랍게도 이러한 비유전적인 잎의 나선상배열은 과실의 생산량과 관련됩니다. 남인도(南印度)의 케랄라주(Kerala)에 위치한 코코넛농장에서 12년간 관찰한 데이터에 의하면 "평균적으로 왼손방향 야자나무는 오른손방향 야자나무에 비해서 약 21%정도 더 과실을 생산한다"고 합니다. 그러나 과일 수확량과 비유전적인 잎의 대칭의 관계에 대해서 생물학적인 분명한 이유는 아직 밝혀지지 않았습니다.
이와 비슷한 결과는 다른 보고서에서도 나타나는데, 보고서마다 차이가 있지만 "왼손방향 야자나무가 오른손방향 야자나무에 비해서 9.94%에서 최대 24.01% 수확량이 더 많다"고 합니다.
이런 코코야자나무의 왼손방향과 오른손방향 분포가 위도(緯度, latitude)와 어떤 관계에 있는지를 알아보기 위하여 북위 27˚에서 남위 22˚사이에 위치한 북반구 25지역과 남반구 13지역 - 총 38개 국가/지역으로부터 코코야자나무의 나선형 방향을 관찰한 결과는 아래 표와 같습니다.
이 자료에 의하면 통계적으로 북반구에서 왼손방향 야자나무가 오른손방향 야자나무보다 많고, 남반구에서는 오른손 방향 야자나무가 더 많습니다.
야자나무 수관의 왼쪽/오른쪽 나선방향이 지구-물리학적(geophysical)인 영향을 받는 이러한 현상은 다른 식물에서도 관찰되는데, 예를들면 국화과(compositae)에 속하는 Mikania scandens에서도 같은 현상이 관찰됩니다.
<요약끝>
위 논문에서 "북반구에서 왼손방향 야자나무의 과실수확량이 많다"는 것은 아래와 같이 이해할 수도 있을 것 같습니다.
북반구에 위치한 야자나무는 지구의 자전때문에 하늘에서 땅방향[위 그림 녹색화살표]으로 볼 때 시계반대방향으로 매일 1바퀴 회전을 하게 됩니다. 또한 야자나무는 땅에서 하늘방향[위 그림 파란색화살표]으로 성장이 이루어집니다.
즉, 지구 자전방향과 동일방향으로 야자나무잎이 성장한다면 오른손방향(right handed)비틀리게 되며, 지구 자전방향과 반대방향으로 성장하면 왼손방향(left handed)으로 비틀리게 됩니다.
(왼손/오른손 방향의 비틀림에 대해서 혼동되시면 여기를 읽어보세요)
난(蘭)의 경우 생장환경이 안좋아지면 개화율(開花率)이 증가합니다. 이것은 2세대(世代)를 통해서 생명을 연장하는 것으로 이해 할 수 있습니다. 비슷한 원리로 지구자전방향과 반대로 성장하기 위해서는 많은 생장에너지가 소비되고, 따라서 더 많은 과실을 맺게 하는 것 같습니다.
또한 한쪽 방향의 나선형 방향으로 성장하는 덩굴식물 - 예 : 나팔꽃은 오른손방향[위 그림 점선안] - 의 경우에는 북반구과 남반구에서 그 방향이 변하지 않는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 야자나무와 같이 왼손방향과 오른손방향이 같이 발생하는 식물에서 지구-물리학적 영향이 있고, 한쪽방향으로만 성장하는 덩굴식물은 지구-물리학적 영향이 없다고 봐야 할 것 입니다. [나팔꽃의 회전방향에 대한 내용에 대해 더 알고 싶으시면 여기를 읽어보세요]
수원에서 了凡
1. 인용한 논문 및 참고한 블로그 - ENANTIOMORPHIC STRUCTURES IN PLANTS(원문 pdf) - 야자나무와 종려나무 구별 ; seel48 blog
2. 참고하면 도움이 될 것 같은 논문 - 상기논문에 대한 이론적 가설을 제시하는 논문 : Latitudinal Differences in Coconut Foliar Spiral Direction: A Re-evaluation and Hypothesis(원문 pdf) - 상기논문과 비슷한 개념의 논문 : Clockwise and Counter-Clockwise Rotatory Structures in Certain New Zealand and Australian Plants(원문 pdf) 3. 대칭성에 대해 정리한 사이트 - Eclectic Reflections on Biological Asymmetry
[출처] 야자나무 잎회전방향과 과실 수확량 : 나선형 관점으로|작성자 햇님달님
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