식물의 사회생활

머리말

1부　식물과 이웃 식물의 사회생활
1장　식물들의 협조
식물은 서로 연결되어 돕는다 | 식물은 모두가 병충해의 보초를 선다 | 유모 역할을 하는 식물 | 식물도 친족을 알아본다? | 식물이 친족과 남을 구별한다는 분자적 증거
2장　식물들의 경쟁
빛을 얻기 위한 경쟁 | 빛을 가려서 토착종을 밀어낸 외래침범종 | 식물은 이웃 식물보다 키가 커야 유리한가? | 빛을 얻기 위해 걸어다니는 야자나무? | 식물도 공간을 더 많이 차지하려고 경쟁한다 | 내 옆에 오지 마: 타감작용 | 타감작용으로 토착종을 밀어낸 외래종 | 타감작용의 응용
3장　식물들의 기생
남의 영양분을 빨아먹는 기생식물 | 농업에 큰 피해를 주는 기생식물 스트리가 | 스트리가의 피해를 줄이기 위한 연구 | 기생식물이 붙지 못하게 하려는 숙주식물의 작전

2부　식물과 미생물
4장　미생물과 공생하는 식물
식물과 미생물의 공생의 기원 | 식물의 생장에 도움을 주는 미생물 | 식물-미생물총의 형성 | 식물과 곰팡이의 공생: 균근의 형성 | 식물이 곰팡이와 공생하며 잃는 것과 얻는 것? | 식물과 질소고정박테리아의 공생 | 뿌리혹의 형성과정 | 식물이 뿌리혹을 관리하는 방법 | 뿌리혹에서 일어나는 물질교환 | 질소고정박테리아를 농업에 이용하기
5장　식물과 미생물의 전쟁
미리 준비하는 기본적 방어 | 병균이 침범하였을 때 식물의 대응 | 식물이 병균의 침임을 알아차리는 방법 | 병균의 침입을 알아차린 후에 시작하는 식물의 방어기작 | 식물에 침입하는 병균의 작전
6장　식물은 어떻게 이로운 미생물과 해로운 미생물을 알아보나
공생이 먼저인가 방어가 먼저인가 | 공생균이 식물의 방어기작을 회피하는 방법 | 공생균과 병원균을 구분하는 벼 | 상처가 생긴 때만 병균 민감성을 올리는 방법

3부　식물과 동물
7장　식물과 곤충의 관계
식물의 번식을 돕는 곤충 | 곤충을 속여 꽃가루를 나르게 하는 절묘한 방법 | 식물과 공진화한 개미 | 식물을 먹는 해충과 식물의 전쟁 | 식물의 곤충 방어작전 | 식물이 곤충을 방어하는 방법들 | 곤충에 대항하는 휘발성물질들 | 해충이 서로 잡아먹도록 유도하는 방법 | 식물이 해충을 방어하기 위해 만드는 화학물질들 | 식물의 해충방어의 분자적 기작을 밝히는 방법 | 곤충에 대항하는 식물 단백질들 | 곤충을 막기 위한 위장술 | 곤충의 침입을 막기 위한 염생식물의 방광세포 | 움직여서 곤충을 쫓는 식물 | 곤충이 낳은 알에 식물이 반응하는 기작 | 곤충을 방어하는 데에 얼마나 투자해야 하나? | 곤충이 식물의 방어를 극복하는 방법 | 식물과 곤충의 관계에 관한 지식을 농업에 응용 | 곤충을 잡아먹는 식충식물 | 식충식물의 기원과 멸종위기
8장　식물과 척추동물의 관계
식물이 먹이고 부리는 초식 척추동물 | 초식동물에 대한 식물의 방어기작 | 초식동물들이 식물의 다양성에 미치는 영향 | 식물, 초식동물과 육식동물의 삼자관계 | 기후변화에 따라 변화하는 식물과 초식동물의 관계

4부　식물과 사람
9장　사람이 재배하는 식물인 농작물
식물이 농작물이 되면서 변화한 것 | 농사를 하려면 농약을 쳐야 하는 이유 | 농사를 하려면 비료를 줘야 하는 이유 | 농약과 비료의 문제점 | 농작물에 물을 많이 줘야 하는 이유 | 관개와 관개시설의 문제점
10장　농작물로 개량된 식물에 일어난 유전적 변화
농작물화 과정에서 변화한 유전자들을 찾는 방법 | 농작물화 과정에서 변화한 유전자들의 예시 | 농작물화에 기여한 유전자를 이용하는 방법
11장　농업이 사람들에게 미친 영향
12장　사람들이 만든 지구환경의 변화와 식물
지구온난화와 농업 | 대기 중 이산화탄소 농도 증가에 따른 식물의 성장 변화 | 대기 중 이산화탄소 농도 증가와 농업 | 대기 중 이산화탄소 농도 증가와 식물의 다양성 | 식물의 멸종 속도 | 농작물의 다양성을 유지하기 위한 노력 | 전체 식물의 다양성을 유지하기 위한 노력 | 대체육은 식물 다양성을 보존하는 데 도움이 될까?
13장　미래의 식물과 사람의 관계
우주에서 식물을 재배할 수 있을까? | 미래에는 어떤 식물을 재배하게 될까? | 외래 유전자를 이용한 우수한 농작물 개발 | GMO가 환경에 끼치는 영향에 관한 지나친 염려 | 유전자가위 기술과 그 기술의 장래성 | 유전자가위 기술을 이용하여 개량한 작물 | 작물의 생산량을 높이기 위한 연구사례 | 수직농법은 미래농업의 대안인가? | 환경에 좋은 농업이 가능한가?

맺음말
감사의 말
부록: 최근에 발달한 생화학, 유전학, 계통학 분야 기술
참고 문헌
그림 출처

■그러한 실험들의 결과로 이제 우리는 한 식물이 병에 걸리거나 곤충에게 먹히는 경우 그 식물이 주변의 식물들에게 경계경보를 보낸다는 것을 알게 되었다. 그 경계경보의 화학적 정체는 식물이 병충해로부터 공격을 받아 상처가 났을 때 발산하는 여러 가지 방향족 화합물들이다. 이 방향족 화합물들이 공기 중에 퍼지면, 주변에 아직 공격을 받지 않은 식물도 냄새를 맡고, 성장모드에서 방어모드로 전환하여 병충해 피해를 줄인다. 식물 사회에서는 보초가 따로 없고, 모두가 보초의 역할을 수행한다고 볼 수 있다. 이런 이유로 식물 실험을 하는 사람들은 향수 뿌리는 것을 조심하기도 하는데, 향수에 들어 있는 방향족 화합물을 식물이 이웃의 상처 신호로 잘못 인식해서 방어반응을 일으킨다면 실험에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

■자연에서 식물이 빛을 못 받는 가장 큰 이유는 옆이나 위에 있는 다른 식물들이 빛을 흡수하기 때문이다. 그런데 식물들은 다른 식물이 위에 있다는 것을 어떻게 알아차릴까? 식물들에게도 눈이 있는 건 아닐까? 우리 눈이 빛을 감지하는 것은 눈에 빛을 흡수하는 색소가 있기 때문인데, 식물의 잎에도 빛을 인식하는 여러 가지 색소가 골고루 퍼져 있다. 그렇다면 식물들은 어떤 색을 흡수하는지에 따라 자신이 그늘에 있는지 아니면 햇빛을 바로 받고 있는지 알 수 있는 걸까? 식물의 잎은 광합성을 하기 위해서 적색광을 많이 흡수하기 때문에, 위에 있는 잎이 적색광을 흡수해 버리면 아래에 있는 잎은 적색광을 상대적으로 적게 받게 된다. 적색광이 얼마나 있는지를 알아내면 그늘인지를 알 수 있고, 적색광을 흡수하는 색소가 그런 일을 담당한다. 즉, 파이토크롬이라는 푸르스름한 색의 단백질이 적색광을 흡수해서 식물이 그늘을 인식하는 데 중요한 역할을 하는 것이다.

■사람들뿐만 아니라 개미들도 식물을 재배한다. 남태평양 피지섬의 열대우림에서 개미들은 스쿠아멜라리아라는 착생식물의 종자를 모아서 숙주식물의 나무껍질 아래 햇빛이 잘 비치는 장소에 심는다. 여기서 그 기생식물이 싹 터서 자라나면 개미들은 그 기생식물이 만드는 덩어리줄기의 흡수기관에 똥을 누어서 기생식물에게 영양분을 공급한다. 그렇게 공들여서 키운 기생식물의 덩어리줄기는 개미들의 집이 되는데, 여왕개미 한 마리와 25만 마리의 일개미들이 하나의 덩어리줄기에 산다. 개미들은 기생식물의 종자를 퍼뜨리고, 비료를 주고, 보호해 주며, 기생식물은 개미들에게 안락한 서식처를 제공하기 때문에, 이 두 생명체의 상호작용은 공생이라고 볼 수 있다. 개미들이 농업을 한다고도 말하는데, 이것은 개미들이 식물의 씨를 뿌리고 비료를 주고 음식물을 얻고 살 곳으로 사용하는 형태가 사람들이 농업을 하는 것과 일치하기 때문이다. 개미들 중에서 37종, 식물 종으로는 200종이 이런 공생 및 재배관계를 형성하여 살고 있다.