이스라엘 연구진 "식물, 두 가지 번식 전략 동시 유지 가능"

페사흐 벤슨 기자 • 2026년 10월 26일

예루살렘, 2026년 10월 26일 (TPS-IL) — 식물이 항상 자가수정과 타가 꽃가루 의존 중 하나만을 선택해야 하는 것은 아니다. 이스라엘 연구진의 새로운 연구에 따르면, 식물 개체군은 두 전략 간의 균형이 극적으로 요동치더라도 두 가지 번식 전략을 수 세대 동안 지속할 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 결국 한 가지 전략이 승리해야 한다는 통념에 도전하고 있다.

예루살렘 히브리 대학교의 타마르 프리들랜더 박사, 아미트 장기드 박사, 오하드 노이 펠드하임 교수는 진화 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 자가수정이 가능한 식물과 다른 개체의 꽃가루를 필요로 하는 식물이 공존하는 이른바 ‘휘발성 혼합 모드(volatile mixed mode)’를 확인했다. 각 유형의 비율은 끊임없이 변하지만, 어느 한쪽이 반드시 사라지는 것은 아니다.

연구진은 “우리를 놀라게 한 것은 불안정성이 개체군이 반드시 하나의 최종 상태로 향하고 있음을 의미하지는 않는다는 점이었다”라며 “우리 모델에서는 외부 조건의 변동이 없더라도 자가화합성 식물과 자가불화합성 식물이 비율을 끊임없이 바꾸면서 매우 오랫동안 공존할 수 있다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 동료 평가를 거치는 학술지 PRX Life에 게재됐다.

자가수정은 식물이 다른 개체의 꽃가루에 의존하지 않고 번식할 수 있게 해주며, 이는 짝이나 수분 매개자가 부족할 때 유리하다. 그러나 반복적인 자가수정은 해로운 유전적 돌연변이가 자손에게 영향을 미칠 위험을 높일 수 있는데, 이는 ‘근친교배 약세’로 알려진 문제다.

다른 식물들은 자가불화합성이라는 유전적 메커니즘을 이용해 자신의 꽃가루를 인식하고 거부한다. 이는 타가수정을 촉진하고 유전적 다양성을 보존하는 데 도움이 된다. 이 메커니즘은 사과, 배, 감귤류, 감자, 커피와 같은 작물이 포함된 분류군을 비롯해 식물 과의 약 40%에서 나타난다.

유전적 변화는 이 메커니즘을 교란할 수 있으므로, 개체군은 자가화합성 식물과 자가불화합성 식물을 모두 포함할 수 있다.

제3의 가능성

과학자들은 이러한 혼합 개체군이 한 전략이 결국 우세해지는 일시적인 것인지, 아니면 안정적인 균형을 유지할 수 있는지에 대해 논쟁을 벌여왔다. 시뮬레이션은 제3의 가능성을 제시한다. 개체군이 고정된 비율로 정착하지 않고도 장기간 혼합 상태를 유지할 수 있다는 것이다.

연구진은 자가수정의 유전적 비용과 식물이 허용 가능한 꽃가루를 인식하는 데 사용하는 분자 시스템의 내성이라는 두 가지 요소를 변화시켰다. 이를 통해 개체군이 완전히 자가화합성이 되거나, 완전히 자가불화합성이 되거나, 혼합 상태를 유지할 가능성이 높은 시기를 파악할 수 있었다.

시뮬레이션은 또한 직관에 반하는 결과도 도출했다. 수분 매개자가 부족하면 식물은 다른 개체로부터 꽃가루를 덜 받게 되며, 이는 겉보기에 자가수정에 유리하게 작용하는 것처럼 보인다. 그러나 모델에 따르면 꽃가루 제한이 오히려 자가불화합성이 지속되는 조건을 확장할 수 있는 것으로 나타났다. 연구진은 이를 자가불화합성 시스템의 수컷 및 암컷 구성요소에 가해지는 진화적 압력이 서로 다르기 때문이라고 설명했다.

이번 연구 결과는 과학자들이 수분 매개자 감소와 변화하는 환경 조건에 야생 식물과 농작물이 어떻게 반응하는지 예측하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 농부와 육종가가 유전적 다양성을 보존하면서 사과, 배, 감귤류와 같은 작물의 수분을 관리하는 데에도 기여할 수 있다.

연구는 또한 번식 전략 간의 진화적 변화가 반드시 비가역적인 것은 아니라는 점을 시사한다. 자가수정 쪽으로 이동했던 개체군이 나중에 다시 타가수정을 선호하는 방향으로 돌아갈 수도 있다.

연구진은 자신들의 발견이 이론적인 것이라고 강조했다. 자연계에서 혼합 개체군이 관찰되기는 했으나, 휘발성 혼합 모드가 야생 개체군에서 실제로 발생하는지 확인하기 위해서는 장기적인 현장 연구가 필요하다.