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작은 통이끼는 육상 식물의 진화를 위한 중요한 모델 유기체

큰 일을 맡은 작은 이끼
작은 이끼가 식물 서식지를 해결하는 데 어떻게 도움이 될까?

작은 아름다움:
이 이끼의 연약한 잎은 너무 작아서 물방울조차 크게 보인다. 그러나 작은 모자 이끼는 아름다울 뿐만 아니라 식물학자들이 식물의 진화를 재구성하는 데 사용하는 중요한 모델 유기체이기도 하다. 새로운 연구 프로젝트는 지구에 있는 녹지의 기원을 이전보다 더 자세히 밝히는 것을 목표로 한다. 

▲ 작은 통이끼는 육상 식물의 진화를 위한 중요한 모델 유기체다. © Tegan Haslam

지구상의 모든 생명체는 물에서 나오며 점차적으로 육지로 이동했다. 이는 약 5억 1500만 년 전 식물의 경우였다. 그러나 그들은 이곳에서 젖과 꿀이 흐르는 땅을 결코 기대하지 않았다. 그곳은 황량하고 건조했으며 태양은 원시적인 녹지 위로 지칠 줄 모르고 빛났다.

최초의 육상 식물

이 황무지에서 번성한 식물 중 하나가 쿡소니아였다. 4억 2천 6백만 년 된 이들의 화석화된 유적은 관다발식물의 최초 화석으로 간주된다. 아직 상대적으로 원시적인 식물에는 새싹 축을 따라 물과 영양분을 운반할 수 있는 관 다발이 이미 있었지만 여전히 잎이 부족했다. Cooksonia의 맨 줄기도 꽃이 아닌 디스크 모양의 포자 용기로 끝난다.

시간이 지남에 따라 식물 해부학이 더욱 복잡해지면서 식물의 다양성도 증가했다. 3억 8천만 년 전, 숲 전체가 땅에서 싹이 텄다. 이 글로벌 그린 카펫은 궁극적으로 대기에 축적된 산소와 토양의 영양분을 사용할 수 있도록 보장했다. 이런 식으로 최초의 용감한 육상 식물은 우리와 다른 육상 동물에게도 길을 열었다.

공개 질문 많아

그러나 이 성공 사례의 일부 세부 사항은 여전히 ​​불분명하다. 예를 들어 최초의 육상 식물은 정확히 어떻게 해양 녹조류에서 발생했을까? 그들은 뿌리와 튼튼한 줄기와 같은 적응을 어떻게 발전시킬 수 있었을까? 그러면 모든 육상 식물의 마지막 공통 조상은 누구였을까?

이것이 바로 괴팅겐 대학교가 공동으로 진행한 연구 프로젝트가 알아내고자 하는 것이다. 사진에 표시된 작은 통이끼(Physcomitrium patens)와 같은 특수 모델 유기체는 연구자들이 과거를 재구성하는 데 도움을 준다. 높이는 5mm에 불과하므로 현미경으로만 그 영광을 볼 수 있다.

그러나 이끼의 가장 큰 특징은 그 자체 깊은 곳에, 더 정확하게는 DNA에 있다. 이는 특히 개별 유전자를 끄는 데 적합하다. 이를 통해 진화생물학자들은 다양한 DNA 부분이 어떤 용도로 사용되고 어떻게 생겨났는지 알아낼 수 있다. "특정 특성에 초점을 맞추면 환경 문제를 극복하기 위해 식물이 어떻게 진화했는지 이해하는 데 도움이 될 것이다"고 괴팅겐 대학의 프로젝트 코디네이터인 Jan de Vries는 설명했다.
출처: 괴팅겐대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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