식물미생물/Science

[과학]바나나의 운이 없는 성(姓)생활

케이든 2010. 10. 21. 22:25

 

이쁜 노란색의 영양 듬뿍, 아이들과 원숭이가 좋아하는 바나나.

지구의 과일바구니안에 중요한 위치를 차지하고 있는 맛있는 바나나는 자연의 기적처럼 보입니다.

열대 지역에서 바나나는 극히 중요합니다. 이곳에서 바나나는 주식일 뿐만 바나나 나무로 옷, 종이, 식기 등을 만들어 씁니다. 그 반대 편에 있는 사람들은 바나나의 부드럽고, 영양많은 과육과 한번에 먹기 좋은 사이즈, 다 익었다는 것을 알려주는 색깔 변화와 쉽게 벗길 수 있는 껍질로 인해 바나나를 좋아 합니다.

우리의 손에 쉽게 잡히는 1개의 바나나는 동료 바나나들 속에서 쉽게 떨어져 나갈 수 있습니다.

정말로 바나나는 우리 인간의 효율적인 섭취와 분배를 위한 목적을 가지고 디자인 된 것 같습니다.

이런 우연한 과일이 더 있을지 우리는 생각하기도 어렵습니다.

 

하지만 원래 바나나는 괴상하고 부서지시 쉬운 유전학적인 돌연변이 입니다. 이 것은 우리 근면 성실한 샤럼들에 의한 지속적인 품종개량에 의해 몇 세기 동안 살아 남을 수 있었습니다. 정말로 "기적적인" 바나나는 자연이 주는 아무조건 없는 선물과 같습니다. 하지만 바나나의 기분좋은 걷 모습은 한가지 치명적인 흠을 가지고 있습니다. 이 것은 장바구니 안에 바나나의 자리를 위협합니다. 바나나의 그 문제는 한 가지 단어로 압축을 할 수 있는데 그것은 바로: sex(姓)입니다. 

 

바나나는 잡종식물 입니다. 바나나의 태생은 부정당하게 짝지은 두 종의 남아시아 야생 식물에서 발생했습니다, Musa acuminata 와 Musa balbisiana 입니다. 전자는 삼킬수 없는 과육을 만들어 내고 후자는 기쁘게 섭취할수 없도록 많은 양의 씨를 만듭니다.

 

이 두 종류의 연관된 식물들은 때때로 타화수분(동일종 식물의 꽃가루가 다른 꽃 암술머리에 묻혀져 이루어 지는 수분)을 통해 잡종 바나나로 자라나는 불임의 씨앗들을 만듭니다. 한 만년전에 원시인 실험가들은 이런 Musa 잡종은 생각보다 맛이 좋고, 씨앗도 없으며, 듣도 보지도 못한 노란색의 설명할 수 없는 재미있는 모양의 과일은 맺는다는 것을 발견했을 겁니다. 그들은 또한 증명하기를 바나나는 탄수화물과 다른 중요한 영양소의 보고라는 것 입니다. 

wild_banana씨들로 꽉찬 야생 Musa (바나나)

 

잡종의 운이 없는 성적인 번식불능에도 불가하고, 농업종사자들이 알아낸 것은, 바나나의 땅속줄기를 잘라내거나  뿌리에서 줄기를 다시 자라게해서 바나나를 경작하는 것 입니다. 이러한 방법을 통해 유전적으로 똑같은 불임의 바나나 자손들을 만들어 냅니다. 이 새로운 자손들은 사람들의 도움으로 인해 번식할수 있습니다.

 

장기적이고 집약적인 품종개량 과정과 다양한 잡종들의 도움, 때때로 랜덤한 유전적 돌연변이체들로 인하여 현재의 바나나가 생겨났습니다. 아랍 상인들은 이 새롭고 훌륭한 과일을 아프리카로 옴겼고, 스페인의 신대륙 정복자들은 아메리카대륙으로 가져갔습니다. 그러므로 그러므로 이 새롭고 맛있는 바나나는 피할수 없었던 진화적 막다른 길에서 벋어나 전세계로 퍼질 수 있었습니다.

 

오늘날, 바나나와 그 가까운 친척들은 다양한 품종으로 자라납니다. 그중 Cavendish가 제일 잘 알려져 있는데 이것은 초승달 모양에 달달한 디저트 바나나입니다. 이것은 슈퍼마켓에서 찾을 수 있고, (바나나)스플릿이나 밀크쉐이크에서도 찾을 수 있습니다. 이것은 열대의 상업적 농원에서 대규모 산업적으로 수출되고 있습니다. 모든 Cavendish는 유전적으로 동일하고, 항상 같은 기분좋은 맛을 함유하고 있습니다. (바나나 애호가에 의하면 다른 품종의 바나나에 비해 미묘한 맛이 부족하답니다.) 또한 Cavendish는 노란 곡선미와 병원균에 의한 잠재적인 감염성도 공유하고 있습니다.

 

비록 아프리카와 아시아에 Cavendish외 지역적으로 소비하고 경작하는  다양한 품종의 바나나가 있지만 그 중 어느 것도 Cavendish처럼 전세계의 매력을 끌수 있는 바나나 품종은 없습니다.

다른 품종의 바나나들은 더 많은 유전적 다양성을 보여주지만, 이 모든 것들은  Cavendish와 같은 불임의 Musa 잡종에서 나왔습니다. 불임의 Musa잡종은 몇 천년동안 기다려온 우리의 인내를 기쁘게 해줬습니다. 하지만 다른 Musa잡종들은 이와 같은 성적 교배로 인한 광적인 유전자 조합의 이익을 즐기지를 못했습니다.

 

비효율적인 무성생식 클로닝을 실행하고 있는 불임의 바나나는 진지하게 절대 끝나지 않는 식물과 해충의 생물학적 군비경쟁에 아주 불리한 처지에 놓여 있습니다. 잘 알려진 사실로, 바나나는 작물을 섭취하는 해충과 병에 특히 취약합니다. 극심한 바나나 병이 발생하면 유전적으로 똑같은 농원에 순식간에 퍼지고, 경제를 무너뜨릴 뿐만 아니라 우리의 과일바구니의 한 부분도 빼앗길 것 입니다. 지역적 소비를 위한 다른 품종들도 또한 병에 걸릴 것이고, 열대지역에 커다란 기근을 가지고 올 수 있습니다.

banana_bag<-격리되어 보호되고 있는 바나나 다발

이 시나리오는 매우 터무니없이 보일 수 있습니다. 하지만 전세계의 과학자들은 진지하게 가능성을 탐구하고 있습니다. 바나나를 가장 사랑하는 바나나 농부들은 잠재적인 바나나 종말론에 대해서 아주 잘 알고 있습니다. 왜냐하면 벌써 과일의 과거에 한번 일어났던 일이기 때문이다. 그리고 다음 번에는 더욱더 최악이 될 것이다.

 

20세기 중반 까지, 선진 세계의 시중에 팔리고 있는 대부분의 바나나는 Gros Michel 이라는 품종에 속하였습니다. 이 바나나는 달고 맛있으며 빨리 상하지 않았으므로 상업적인 수출용으로 매우 알 맞았습니다. 노인들은 Gros Michel의 맛과 편리성이 지금의 탑 바나나인 Cavendish보다 훨씬 낳다고 주장합니다.

20세기 초반에 'Big Mike'라는 거대한 바나나 농원은 잎이 균에 의해 고통받는 파나마병이 비옥한 토양에 더욱 발생하기 쉽다는 것을 증명했습니다. 이 병에 걸린 작물들은 곧 이익을 낼수 없는 흉작물로 썩어버렸습니다. 세기가 지남에 따라, 상업적 재배자들은 그들이 필사적인 시간과의 경쟁에 처했다는 것을 알았고, 운명의 시도로 균들이 도착하기 전에 열대우림에 무균의 새로운 농장지를 설립하였습니다.

 

1950년대에는 베트남 Cavendish가 바나나를 구조하기위해 나왔습니다. 하지만 바나나 회사들은 Big Mike를 최대한 Cavendish와 안 바꿀려고 했습니다. 왜냐하면 모든 제배 방법과 저장 방법 그리고 숙성하는 인프라를 다 바꿔야 했기 때문입니다. 많은 생산자들은 파산의 가장자리에서 시소를 탔습니다.

Big Mike가 죽어 가듯이, 바나나 농원들은 미친 듯이 형태를 바꾸었습니다. 그리고 1960년대 중반 쯤 모든 전환이 거의 완료되었습니다. 뚜렸하지만 지금은 사라진 Big Mike의 맛은 변덕스러운 사람들의 기억속에서 빠르게 사라졌습니다.

Cavendish가 왕이 되었습니다.

 

 그후 Cavendish는 지금까지 아주 잘지내왔습니다. 하지만 지금 Cavendish는 혼자 전염병과의 전쟁을 시작하게 됩니다. 1970년대에는 열렬한 살충제 사용이 블랙 시가토카,Black Sigatoka,라는 병을 없애버렸지만, 다시 최근에 원조 바나나 파멸의 원인의 새로운 변종이 농원을 위협하고 있습니다. 1992년 이후 원기완성하고 살충제에 견디는 파나마 병의 변종이 동남아시아에 저항능력이 있었던 Cavendish 작물 마져 쓸어버렸습니다. 이것은 아직 남아메리카의 거대한 상업적 농작지에 미치치는 못하였지만, 대부분의 바나나 감시자들은 이것은 곧 시간 문제라고 합니다. 

 

Cavendish가 맹공격에 얼마나 오래 생존할수 있고, 위협에 어떤 대체 방법이 가장 좋은지 오피니언들이 각각 다릅니다. 이번에는 운이 없게도 후임자로서 대체할 수 있는 명백한 백업 품종이 없습니다. 지금 까지 바나나 과학은 병에 대한 저항성을 발전시키는데 오직 빈약한 접근만 해왔을 뿐이다. 한가지 방법은 전통적인 품종개량 방식을 이용한 것이다. 바나나 식물이 클론이듯이 매우 가끔 노고를 아끼지 않는 인공수분 과정을 통해 씨앗을 만들어 내도록 유도할수 있다.  300개중 오직 하나의 열매과 씨앗을 만들어내고 이 씨앗들 3개중 1개만 정확한 형상의 염색체를 가지고 있어서 싹을 틔울수 있다. 이런한 씨앗들은 열매를 뭉게서 아주 정교한 망에 거르는 힘든 축줄 작업을 통해 얻어진다. 바나나를 상업적으로 기르는 나라의 연구소에서는, 예를 들어 혼두라스에서는 아주 큰 규모의 바나나 성 노동자들이 바나나들을 교배시키고 유용한 특성이 있는 새로운 품종을 가려낸다.

 

navel_orange네이블 오렌지와 아직 발달하지 않은 샴쌍둥이

 

따른 과일중에 생식을 하기위해 사람의 도움이 필요한 과일은 네이블 오렌지입니다. 이것 또한 우연히 발견된 돌연변이의 결과물 입니다, 이것은 1800년대 중반 브라질에 있는 한 오렌지 나무에서 나왔습니다. 이 나무의 오렌지 열매들에서 같은 껍집을 공유하는 발달하지 않은 쌍둥이 열매가 발견되었고, 이것 때문에 배꼽모양이 줄기 반대편에 생겼습니다. 이 이상한 샴쌍둥이 오렌지는 이것들의 부모 나무의 오렌지 보다 훨씬 달았습니다. 그리고 기쁘게도 씨앗이 없었습니다. 하지만 이 새로운 나무가 자연적으로 생식을 할수 없기에 관리인들은 그 가지를 조금 잘라내었고, 다른 오렌지 나무에 접목시켜서 더욱더 좋은 열매를 생산시켰습니다. 오늘날에도 네이블 오렌지들은 이러한 식물학적 수술을 통해서 생산 되고, 기본적으로 유전적으로 같은 클론이며, 전세계에 있는 네이블 오렌지들의 조상은 브라질의 원조 돌연변이 나무입니다.

 

Cavemdish 바나나의 마지막 희망은 아마도 유전자변형일 겁니다. 벨기에 루벤대학교는 바나나 연국의 세계 중심이며 그 이유는 아프리카 식민지 시대와 관련있습니다. 벨기에 바나나과학자는 DNA이를 이용해 병균 저항능력이 있는 유전자를 바나나식물에 투입하는 방법을 터특했습니다. 이 방법은 더욱 강하고, 적합하고, 기쁘고, 생산능력이 강한 바나나를 만들 수 있을 것을 약속하고 있습니다.   

fruity_flash

“Fruity Flash 열매의 속살"

by José Mª Andrés Martín.

2007년도에 루벤 유버 바나나의 첫번째 야외 실험이 우간다에서 있었다는 것을 발표했습니다. 하지만 일반 대중의 유전자조작 음식에 대한 혐오가 장기간의 성공에 대한 반대를 합니다. 혼두라스의 연구자들은 골드핑거'Gold Finger'라는 바나나품종을 전통적인 품종개량 방식으로 개발합니다. 그리고 이것은 호주에서 대중의 허락을 받았습니다. 하지만 이것은 Cavendish와 전혀 다른 맛과 긴 성장 과정에 고통을 겪었습니다. 과학은 언젠가 이런 기술들을이 바나나의 운이 없는 성적 능력을 극복시켜 주리라고 봅니다. 우리는 Cavendish가 Big Mike처럼 멸망치 않고 바나나 묵시록에서 구원되기를 소망하며, 우리의 과일을 사랑하는 후손들이 그들이 먹는 아이스크림에 대처할 수 있는 또 다른 노랗고 구부러진 음식을 찾을 수 있도록 기원합니다.