루퍼트 셸드레이크 박사는 생물학자이자 저술가로, 형태적 공명 가설로 가장 잘 알려져 있다. 케임브리지 대학교 클레어 칼리지 연구원으로서 생화학 및 세포 생물학 연구 책임자를 역임했다. 왕립학회 로젠하임 연구 펠로우로 재직하며 식물 발달과 세포 노화 연구를 수행했고, 필립 루버리와 함께 극성 옥신 수송 메커니즘을 발견했다. 인도에서는 반건조 열대 지역 작물 연구소(ICRISAT)의 수석 식물 생리학자로 재직하며 농민들이 현재 널리 활용하는 새로운 경작 시스템 개발에 기여했습니다. 그는 동료 심사 학술지에 100편 이상의 논문을 게재했으며, 그의 연구 성과는 학계에서 널리 인정받아 다수의 인용으로 주목할 만한 h-지수(h-index)를 획득했습니다. Research Gate에서 그의 연구 관심도 점수는 과학자 상위 4%에 속합니다.
이 YouTube 영상 발췌록은 식물학자 **루퍼트 셸드레이크(Rupert Sheldrake)**가 식물의 극성(polarity), 특히 뿌리-줄기 극성에 대해 오랫동안 연구해 온 내용을 다룹니다. 그는 괴테(Goethe)의 초기 관찰부터 시작하여, 뿌리가 아래로 자라고 줄기가 빛과 반중력으로 위로 자라는 반대 행동을 설명합니다. 연구의 핵심은 식물 호르몬인 **옥신(auxin)**이 줄기에서 뿌리 방향으로 극성 수송되는 방식이며, 이는 식물 성장을 조절하는 주된 메커니즘으로 밝혀졌습니다. 셸드레이크는 단자엽 식물 잎과 거꾸로 된 삽목 실험을 통해 세포벽 나이, 세포 분열 방식 등 다른 요인들이 옥신 수송의 극성을 바꾸지 못한다는 것을 보여주며, 세포 본질에 깊이 내재된 극성을 강조합니다. 마지막으로 그는 포자 발아와 발달 중인 식물에서 관찰되는 전기적 극성이 이 근본적인 극성을 설정하는 데 중요한 역할을 할 수 있다는 미해결 질문을 제기합니다.
식물의 숨겨진 나침반: 한 과학자의 50년에 걸친 경이로운 탐구
서론: 식물의 숨겨진 지능을 향한 초대
우리는 너무나 당연하게 식물은 위로 자라고, 뿌리는 아래로 향한다고 생각합니다. 매일 보는 풍경이기에 특별한 의문을 갖지 않죠. 하지만 이 단순해 보이는 현상 뒤에는 우리가 상상하는 것보다 훨씬 더 신비하고 매혹적인 원리, 바로 ‘극성(polarity)’이 숨어있습니다. 이것은 식물의 모든 세포에 각인된 보이지 않는 나침반이며, 생물학자 루퍼트 셸드레이크가 50년 넘게 그 비밀을 추적해 온 과학적 여정의 중심이기도 합니다. 그의 발견을 따라가며 식물의 놀라운 능력에 대한 비밀을 함께 파헤쳐 보고자 합니다.
식물 극성의 비밀을 푸는 여정
지금부터 소개할 내용들은 단순한 사실의 나열이 아닙니다. 하나의 가설이 어떻게 무너지고, 더 깊은 진실이 드러나는지를 보여주는 한 편의 과학적 탐사기입니다.
첫 번째 단서: 식물은 살아있는 자석과 같다
셸드레이크의 탐구는 하나의 근본적인 관찰에서 시작됩니다. 버드나무 가지를 잘라 땅에 꽂으면 뿌리가 내리고 새싹이 돋아납니다. 놀라운 점은, 가지를 여러 조각으로 잘라도 각 조각은 원래 나무에 붙어있을 때의 위아래를 정확히 기억한다는 것입니다. 즉, 원래 뿌리에 가까웠던 쪽에서는 뿌리가 나오고, 줄기 끝에 가까웠던 쪽에서는 새싹이 돋아납니다.
이것은 마치 긴 막대 자석을 여러 조각으로 부수는 것과 같습니다. 각 조각은 그 자체로 북극과 남극을 가진 완전한 자석이 됩니다. 버드나무 가지도 마찬가지입니다. 식물의 각 부분은 전체가 가졌던 극성을 그대로 간직하고 있습니다.
“The polarity of the whole is expressed in the parts.”
이는 식물 조직 내에 눈에 보이지 않는 방향성, 즉 일종의 ‘기억’이 내재되어 있음을 시사하는 강력한 단서입니다. 하지만 이 기억의 정체는 무엇일까요?
지배적 가설과 첫 번째 반박: 세포의 나이는 답이 아니었다
셸드레이크가 이 연구를 시작했을 때, 학계에는 유력한 가설이 있었습니다. 식물학자 대프니 오즈번이 제시한 이론으로, 극성이 세포 양쪽 끝의 ‘나이 차이’ 때문에 생긴다는 것이었습니다. 식물이 위로 자라면서 세포 분열을 하면, 새로 생긴 위쪽 세포벽은 젊고 아래쪽 세포벽은 늙게 됩니다. 이 나이 차이가 방향성을 결정한다는 그럴듯한 설명이었습니다.
하지만 셸드레이크는 이 가설에 의문을 품고, 그것을 검증할 기발한 실험을 설계했습니다. 그는 대부분의 식물과 정반대로 자라는 ‘외떡잎식물'(잔디, 수선화 등)에 주목했습니다. 이 식물들의 잎은 끝이 아닌 밑동에서부터 자라납니다. 즉, 세포의 나이 분포가 완전히 거꾸로 되어 위쪽이 늙고 아래쪽이 젊습니다. 만약 세포 나이 이론이 맞다면, 이 식물들의 극성 또한 반대여야 했습니다.
결과는 결정적이었습니다. 잔디 잎에서도 식물의 핵심 성장 호르몬인 ‘옥신(auxin)’은 다른 모든 식물과 마찬가지로 ‘원래 뿌리 방향’으로만 이동했습니다. 세포의 나이 분포가 정반대임에도 불구하고 극성은 전혀 변하지 않은 것입니다. 이 우아한 실험으로 수십 년간의 지배적 가설은 무너졌고, 극성은 세포 나이 같은 부차적인 요인이 아닌 훨씬 더 근본적인 속성임이 증명되었습니다.
두 번째 단서: 중력을 거스르는 내재된 명령 체계
극성의 실체에 더 다가가기 위해 옥신의 흐름을 살펴볼 필요가 있습니다. 옥신은 줄기 끝에서 생성되어 뿌리 방향으로 이동하며 식물 전체에 ‘명령어’를 전달합니다. 이 아래로 향하는 옥신의 흐름은 옆가지의 성장을 억제하여(이를 ‘정단 우성’이라 부릅니다) 식물이 위로 곧게 자라도록 만들고, 뿌리 성장을 촉진합니다. 정원사들이 식물을 더 풍성하게 만들기 위해 맨 위 순을 잘라내는 행위가 바로 옥신의 흐름을 인위적으로 조절하여 억제되었던 옆가지들을 자라게 하는 과학적 원리입니다.
더욱 놀라운 사실은 이 극성이 중력과도 무관하다는 점입니다. 가지가 아래로 축 늘어져 자라는 ‘수양버들’을 생각해 봅시다. 중력의 방향은 분명 아래쪽입니다. 하지만 수양버들 가지 속 옥신은 중력을 거슬러 위로 올라가야만 원래의 ‘뿌리 방향’인 나무줄기 쪽으로 이동할 수 있습니다. 이는 식물의 극성이 중력 같은 외부 요인이 아니라, 세포 자체에 깊이 각인된 내재적 속성임을 명확히 보여줍니다.
결정적 증거: 결코 리셋되지 않는 세포의 나침반
세포 나이와 중력이 답이 아니라면, 이 극성은 대체 얼마나 완고한 것일까? 셸드레이크는 이 질문에 답하기 위해 극단적인 실험을 진행했습니다. 토마토 가지를 잘라 거꾸로 심어, 원래 줄기 끝이었던 부분에서 뿌리가 나고 원래 뿌리 쪽이었던 부분에서 새싹이 자라도록 강제한 것입니다.
놀랍게도, 이 거꾸로 된 식물에서 수액이나 양분이 흐르는 방향은 새로운 환경에 맞춰 완전히 역전되었습니다. 하지만 단 한 가지, 세포 내의 근본적인 ‘옥신 수송 극성’만큼은 절대 변하지 않았습니다. 옥신은 여전히 원래의 방향을 고집했습니다. 이 결정적인 실험은 심오한 진실을 드러냈습니다. 말 그대로, 식물의 극성은 그 존재 자체에 너무나 깊이 각인되어 바꿀 수 없었던 것입니다. 극성은 환경에 따라 리셋할 수 있는 기능이 아니라, 한번 설정되면 결코 변하지 않는 ‘세포의 나침반’과 같다는 가장 강력한 증거였습니다.
마지막 질문: 최초의 극성은 어디에서 오는가?
세포 나이도, 중력도, 식물의 기능적 방향도 아닌, 이토록 완고한 극성의 기원은 대체 무엇일까? 50년에 걸친 탐구 끝에 셸드레이크가 마주한 궁극적인 질문입니다. 그는 그 기원이 지구의 자연적인 전기장일 수 있다는 흥미로운 가설을 제시합니다.
실제로 땅은 음전하(-)를, 대기는 양전하(+)를 띠고 있으며, 이 사이에는 미터당 약 100볼트에 달하는 강력한 전위차가 존재합니다. 땅에 뿌리를 내리고 하늘로 솟은 식물은 이 거대한 전기장 속에서 하나의 안테나처럼 작용하는 셈입니다. 최근 한 실험에서 꽃잎에 양전하를 띤 페인트 입자를 분사하자, 음전하가 가장 강하게 집중되는 잎의 뾰족한 끝부분에 페인트 입자들이 집중적으로 달라붙는 현상이 관찰되었습니다. 이는 식물체에 뚜렷한 전기적 극성이 존재함을 시각적으로 보여주는 증거입니다.
식물의 극성이 어떻게 시작되는지에 대한 질문은 여전히 완벽히 밝혀지지 않은 과학의 최전선에 있는 미스터리입니다. 이 사실만으로도 우리는 식물에 대한 새로운 경이로움을 느끼게 됩니다.
결론: 식물을 다시 바라보기
식물의 성장은 단순히 빛을 향해 위로 뻗어 나가는 수동적인 과정이 아닙니다. 그것은 보이지 않는 전기장과 세포 깊숙이 새겨진 기억, 그리고 중력마저 거스르는 내재된 명령 체계에 의해 조율되는 깊고 신비로운 과정입니다.
다음 번 정원의 식물을 마주할 때, 이런 질문을 던져보면 어떨까요? 저것은 그저 하늘을 향해 자라는 존재일까, 아니면 보이지 않는 힘과 세포의 나침반에 따라 움직이는 복잡하고 지적인 생명체일까? 한 과학자의 평생에 걸친 탐구에도 불구하고 여전히 신비에 싸여있는 식물에 대해, 우리는 과연 얼마나 알고 있는 걸까요?
