식물의 공생

당신이 독일에 가 본 적이 있다면 도시 교외의 넓게 구획된 땅이 많은 작은 채원(菜園)으로 구분되어 있는 것을 유의하게 되었을 것이다. 한 구획의 땅은 50내지 200개의 채원으로 나누어져 있다. 대부분의 이러한 땅은 조합이 소유하고 있으며 조합 소유지만이 임대가 가능하다. 그외의 땅은 사유지이다. 이곳에서 원예에 관하여 많이 배울 수 있으므로 우리가 ‘한스’ 씨를 방문할 때 당신을 데리고 가기를 원한다. 그는 지방 원예 협회 이사로서, 개인 원예사에 대한 고문으로서 일하고 있다.

최근 정원사들은 약간의 어려움을 경험하였다. 그들은 “혼합 재배”에 관하여 연설을 들은 것같다. 그들은 감격적인 마음으로 그 제안을 채원에서 시험해 보려고 하였다. 그런데 그 결과는 무엇이었는가? 그 결과는 완곡히 말하더라도 실망적이었다.

“여보세요 ‘한스’ 씨!” 하고 불렀을 때, 그는 갑자기 생각을 멈추면서 “안녕하세요, ‘베르네르’ 씨” 하고 대답하고는 “어떻게 이렇게 아침 일찌기 오셨읍니까?” 하고 말하였다.

“그런데 아시다시피 저는 채원에서 일하기를 좋아합니다. 오늘 제 곁에 좀 계셔 주셔야겠읍니다. 저는 당신의 대답을 듣고 싶은 몇가지 질문이 있읍니다. 당신은 제가 ‘혼합 재배’에서 실패한 것을 아십니다. 제가 알고 싶은 것은 무엇을 잘못하였는지 그리고 무엇을 잘못 고려하였는지 하는 것입니다.”

“‘베르네르’ 씨 그것은 그리 쉽사리 설명되는 것이 아닙니다. 그 이유는 고려해야 할 것이 많기 때문이지요. 그러면 토양의 질과 식물이 상호간에 미치는 영향부터 알아봅시다.

토질은 무슨 역할을 하는가?

“당신만이 채원에서 일하고 있는 것이 아니라는 것을 당신은 알고 계십니까? 그렇습니다. 유충, 지렁이 및 해초, 세균, 곰팡이의 형태로 된 미생물의 무리는 당신에게 큰 도움을 주고 있지요. 당신이 가끔 최선을 다하여도 이 미생물이 분주하게 일하지 않는다면 소용없게 되지요. 당신이 최선의 노력을 기울여 토양을 부드럽게 만든 직후에 비가 쏟아져서 작은 미립자들이 흙속으로 들어가고 토양이 다시 딱딱해져서 파기 힘들게 되었을 때 미생물은 어떤 유익한 일을 하게 될까요?”

“그러나 이 미생물들이 토양을 부드럽게 하는 데 무슨 역할을 하고 있읍니까? 그리고 미생물은 어떻게 처음의 제자리로 돌아갑니까?”

“당신은 흙에 충분한 배합 비료를 뿌림으로써 토양이 기름지도록 항상 노력하지 않습니까? 팽이 실로 넓은 망사조직을 이루는 울창한 한 곰팡이의 성질이 그 역할을 합니다. 아주 수명이 짧은 이 조그만 곰팡이의 실은 토양의 작은 미립자를 붙들고 있어서 함께 떨어지지 않게 합니다. 그 다음에 세균이 그 일을 인계받지요. 그러나 세균이 토양에서 일하는 마지막 종류가 아닙니다.

“흙에는 여러 가지 형태의 생명이 연쇄적으로 번식하고 있읍니다. 이들은 토양이 기름지도록 만들어 줍니다. 즉 땅의 미립자들이 보존되어 따뜻하게 되며 물이 땅속으로 잘 빠지게 된다는 뜻이지요. 동시에 이 미생물은 땅 속에 있는 물질을 분해시켜 영양 가치가 있는 것은 방출시켜 식물이 흡수할 수 있게 합니다.”

“그러나 ‘혼합 식물 재배’에서 수행해야 할 모든 일은 무엇입니까?”

“좋은 질문이십니다. 제 대답이 만족한 것이 되기를 바랍니다. 아마 당신은 우리가 대화하는 동안에도 많은 연구가 수행되고 있음을 기억하실 것입니다. 여러 번 식물의 천연 공생(共生)이 한 형태의 식물의 성장과 비교되었읍니다. ‘세케라’ 교수는 흥미있는 점을 발견하였읍니다. 그는 경작된 들에는 여러 가지 미생물이 훨씬 더 적게 서식하고 있음을 발견하였지요. 그 반면 여러 가지 식물이 공생하는 땅에는 훨씬 더 많은 미생물이 살고 있음을 발견하였읍니다.

“자연림—참나무, 밤나무, 관목들 그리고 덩굴진 도금양 혹은 화려한 석류풀보다 더 크게 자라는 ‘방카’나무—을 관찰하여 보십시오. 모든 구석과 틈에서 나무들이 자라고 있으며 하나도 다른 나무에게 방해를 주지 않습니다. 그와는 반대로 서로 돕고 있읍니다. 그리고 각 나무와 각 풀은 제각기 갖고 있는 미생물을 보호하고 있는 것을 생각하여 보십시오. 그 결과로 토양은 메마르게 되거나 비생산적이 결코 되지 않습니다. 언제나 비옥한 상태로 남아 있읍니다.

“천정을 이룬 무성한 잎이나 떨어지는 잎은 토양을 돕는 역할을 합니다. 그들은 작열하는 광선으로부터 토양을 보호하며 바람으로 인한 토양의 건조와 폭우로 인하여 진흙땅이 되는 것을 막아줍니다. 이것 역시 토양이 계속 기름지도록 마련해 주는 것 가운데 한 가지입니다.

“이제 당신은 그러한 조건을 당신의 채원에 축소적인 방법으로 적용해 볼 수 있읍니다. 예를 들어 ‘유럽’산 잠두콩을 심었다고 합시다. 당신은 즉시 콩 한 포기 한 포기가 엉성하게 간격을 두고 서 있는 것을 볼 것입니다. 그 이유는 잠두콩이 더운 기후에 견딜 수 없으며 또한 가지가 몇개 안되기 때문입니다. 거기에는 작열하는 햇볕이 토양을 건조시키지 못하게 보호하는 잎이 없읍니다. 토양은 점차적으로 껍질이 단단하게 됩니다. 마지막 물방울은 갈라진 틈을 통하여 흙에서 자취를 감추어버립니다. 토양이 잎을 위하여 방출해야 하는 탄산이 딴딴한 토양의 껍질 때문에 토양 내부에 축척되게 됩니다. 그리고 습기의 부족으로 인하여 깊은 땅 속에서도 보호를 받지 못하게 된 나머지 미생물들도 탄산으로 인하여 곧 독살되어 버립니다. 그렇습니다. 뿌리까지도 질식하여 죽어버립니다.

“그러나 당신이 콩줄 사이에 시금치를 심는다면 완전히 다른 결과를 얻게 될 것입니다. 시금치는 빨리 자라서 넓은 잎으로 토양을 보호합니다. 이 천정과 같이 보호하는 것 때문에 토양은 습기를 유지합니다. 그러므로 결과는 앞의 예와 정반대가 될 것입니다. 그 이유는 무엇이엇던가요? 그 이유는 혼합적 식물 재배 때문입니다.”

“일리가 있읍니다. 그러나 당신은 저의 혼합적 식물 재배가 거의 완수되지 못하였음을 아실텐데요.”

한 식물이 다른 식물에 미치는 영향

“‘베르네르’ 씨 당신은 식물 역시 생물이라는 것을 잊으셨군요. 식물도 인간이나 동물과 마찬가지로 신진대사의 과정을 통하여 분비물을 냅니다. 그리고 이것들은 다른 식물에게 유익을 주거나 해를 끼칠 수 있지요.

“이 문제에 있어서 ‘마다우스 드레센’ 박사는 세 가지 종류의 분비물 즉 냄새, 뿌리 그리고 잎을 말하고 있읍니다. 냄새와 뿌리의 분비물은 ‘가스’의 형태입니다. 잎의 분비물은 특히 이슬이나 비나 안개가 내린 후 축축한 잎에서 발견되는 유기물 혹은 무기물입니다. 이 물질은 그 목적을 다시금 이루기 위하여 토양으로 되돌아 갑니다.

“당신은 ‘스컹크’ 배추의 냄새를 맡아 본 적이 있읍니까? 어떤 식물은 다른 식물이 내뿜는 냄새 때문에 그 옆에서 견디지 못합니다. 아무도 회향풀이 쑥 가까이에서 친구로서 살기를 원하지 않는다고 나무랄 수 없읍니다. 이것은 ‘디. 코에겔’ 박사가 행한 실험의 결과를 고려해 볼 때 쉽게 이해할 수 있읍니다. 그는 쑥이 내뿜는 냄새가 너무 강하여 0.7‘미터’ 떨어져 있는 회향풀이 단지 5.7‘센티미터’ 키 밖에 자라지 못하였음을 알게 되었읍니다. 그러나 1.3‘미터’ 거리에 있는 회향풀은 정상적인 키인 39‘센티미터’의 키로 자랐읍니다. 이 경우 내뿜는 냄새가 옆의 식물의 발육장애를 초래하였던 것입니다. 정원에다 식물을 심을 때 이 점을 고려하는 것은 지혜롭습니다.

“뿌리에서 나오는 분비물에서 다른 흥미로운 점이 발견되었읍니다. 그것은 한 식물의 뿌리에서 나온 분비물이 바로 옆에 있는 같은 종류의 식물에게 유해한 영향을 미친다는 것을 알게 되었읍니다. 그것은 동일한 종류가 낸 분비물일지라도 옆의 식물에 용납되지 않는 것 같습니다. 그러나 혼합적 식물 재배는 그렇지 않음이 분명합니다.”

“그런데 ‘한스’ 씨, 그것은 나에게 동물계에 있는 한 실례를 연상시켜 주는군요. 한 농부가 매년 같은 목장으로 소를 몰아 넣었읍니다. 시간이 지남에 따라 소의 똥 때문에 몇 군데 특히 풀이 무성한 곳이 생겼읍니다. 가축들은 이 풀을 먹지 않았읍니다. 어느날 그는 말과 양을 이 초원에서 풀을 뜯기는 데 대한 한 가지 생각이 떠올랐읍니다. 놀라지 마십시오. 그들은 소가 먹지 아니한 그 풀을 맛있게 먹었읍니다.”

“제가 당신이 심은 강남콩을 보니까 언제나 같은 초원에서 사육된 소처럼 불행하다는 느낌이 드는군요.

“그 농부가 한 것과 똑 같이 해 보십시오. 강남콩 옆에 신진대사 작용으로 인하여 생기는 분비물을 흡수할 수 있는 식물을 심어보십시오. 그러면 평화스럽게 잘 자랄 것입니다. 그들에게 가장 좋은 것으로 양배추가 있읍니다. 그것은 그 분비물을 섭취할 것이며 그들에게 해가 없으며 그 반면 양배추가 내는 분비물은 강남콩에게 영양이 될 것입니다. 또한 토양으로부터의 영양 섭취에 있어서도 상호간에 보충이 되어 좋을 것입니다.

“당신은 조그만 사과 나무가 심은지 얼마 후에 시들어 죽는 것을 기억하십니까?”

“예, 맞습니다. 그러나 저는 왜 그러한지 이해할 수 없습니다. 조그만 벗나무를 생각하여 보십시오. 그것은 같은 장소에 잘 서 있을 수 있으며 잡초와 같이 잘 자랍니다!”

“‘베르네르’ 씨 잠간만 그 점에 관하여 생각하여 보십시오. 당신이 바로 폭풍우에 쓰러진 오래된 사과 나무가 서 있던 곳에 조그만 사과 나무를 심었다고 합시다. 이 경우에 뿌리로부터 나온 분비물뿐만 아니라 잎에서 나온 분비물 중 남은 것까지도 이 조그만 나무에 해독을 끼칠 것입니다. 하지만 조그만 벗나무라면 그 분비물들이 영양이 되어 오히려 좋지요.”

“그러면 오래된 사과 나무가 그렇게 잘 자랄 수 있었던 방법은 무엇이었읍니까?”

“그것은 어린 나무가 할 수 없는 것을 묵은 나무는 성공적으로 할 수 있었기 때문이지요. 묵은 나무는 분비물을 멀리까지 보내기 위하여 조그만 뿌리털을 내뻗습니다. 그리고 옆에 살 수 있는 식물에게서 영양을 섭취하고 있음이 밝혀졌지요. 이러한 방법으로 건강을 유지시키는 생활이 이루어지는 것입니다. 당신은 의당 그것을 볼 수는 없읍니다.”

“그것이 어떻게 가능할까요?”

“우리는 실제로 이 모든 것에 관하여 조금 밖에 모릅니다. 겸손한 과학자들은 식물의 공생에 있어서의 모든 관계를 발견하기까지는 아직도 요원함을 인정합니다. 하지만 이미 알고 있는 것은 매우 지식을 넓이는 것이며 또 유용하기 때문에 토론하고 적용할 가치가 있는 것입니다.

공생은 곤충들에게 어떠한 영향을 미치는가?

“저는 여기서 혼합적 식물 재배로 생길 수 있는 특별한 영향에 대하여 생각하고 있었읍니다. 당신은 기생충이 혼합된 목재 내에서는 쉽게 번식할 수 없다는 최근의 발견을 어떻게 설명하겠읍니까?”

“그것은 혼합적 식물 재배와 무슨 연관성이 있을까요?”

“물론 있읍니다! 어떤 식물이 분비하는 냄새는 옆에 있는 식물을 위하여 곤충의 좋은 방어물이 될 수 있음이 발견되었지요. 아주 좋은 실례는—많은 생물학자와 원예가에 의하여 확인된—짧은 잎을 가진 어린 당근과 부추 사이의 관계입니다.

“당근의 적은 당근 파리인 반면 부추는 양파 파리와 부추 나비 때문에 고통을 당합니다. 이것들이 옆에서 함께 산다면 옆에 식물이 내뿜는 강한 야릇한 냄새 때문에 대부분의 벌레들은 옆의 식물에 알을 슬려는 시도를 하지 못하지요. 그 벌레들은 가능한한 속히 그 냄새를 피하려고 합니다.

“양배추와 무우 그리고 양상치와의 공생에 있어서도 이와 비슷합니다. 양배추와 무우는 파리에 의하여 매우 괴로움을 받고 있지요. 그러나 파리는 양상치의 냄새가 코에 닿기만 하면 달아나버립니다. 식물이 병들었을 때 혼합적 식물 재배는 보통 그 상태를 완화시킬 수 있지요.”

과수원에서의 공생

“제가 당신에게 야채 재배에 있어서의 몇 가지 비결을 알려드린 것처럼 이제 완전히 다른 형태의 공생에 대하여 조금 말씀드리겠읍니다. 아시는 바와 같이 저는 과수 재배에서 큰 즐거움을 얻고 있읍니다. 몇 그루의 서양 배나무는 저의 자랑이며 즐거움이지요. 그러나 그들이 매년 꽃은 피지만 과일은 열리지 않았읍니다. 그것은 벌이 적기 때문이 아니었읍니다. 같은 종류를 심었던 한 이웃 사람은 그들을 모두 뽑아 버리기 시작하였읍니다. 그러나 저는 좀더 기다리며 원인을 찾아내려고 노력하였지요.

“우연히도 저는 수분(受粉)에 관한 표를 입수하게 되었읍니다. 아시는 바와 같이 꽃가루는 식물이 열매를 맺는 데 필요합니다. 저는 신기한 것을 발견하였읍니다. 배나무는 자가 수분을 한다는 것을 알게 되었읍니다. 즉 어떤 종류의 꽃가루는 같은 종류에 수분하지 않으며 한과에 속한 다른 과일의 꽃가루에 의존한다는 것이었읍니다. 우리가 심은 서양 배나무(William Christ [Bartlett])는 다른 종류의 배나무(Gellerts Butter Pear)의 꽃가루가 필요하였읍니다. 저나 저의 이웃 사람이 이 나무를 정원에 심지 않았기 때문에 우리 서양 배나무는 수분이 되지 않았던 것입니다.

“그 때문에 저는 그 배나무 가지를 얻어다가 우리 배나무 가지에 접붙였읍니다. 이듬해 이 가지는 다른 가지와 함께 꽃이 피었읍니다. 벌이 나머지 일을 맡았읍니다. 즉 배나무는 곤충이 수분하는 한가지 종류입니다. 실로 놀라운 일이었읍니다. 얼마 후에 나무에는 배가 가득 달렸읍니다. 저는 좀더 현명하게 되었음을 깨달았읍니다.”

“저는 종종 배울 것이 많음을 깨닫습니다!”

“그렇습니다, ‘베르네르’ 씨, 우주도 그와 마찬가지입니다. 우리가 깊이 파고 들어가면 갈수록 더욱 심원해집니다. 모든 것은 전지하신 창조주의 위대한 변함없으신 능력을 증명하고 있으며 우리는 그분의 법에 순종해야만 합니다. 하나님의 법은 모든 곳에서 즉 식물의 공생에서도 존재하기 때문입니다.”

[7면 삽화]

강남콩

양배추

쑥

회향풀