크리스마스 시즌 내내 인기 있는 장식으로 사용되는 호랑가시나무 (Ilex aquifolium) 는 반짝이는 상록수 잎과 밝은 붉은 열매를 자랑하며 인간뿐만 아니라 사슴도 사랑합니다.

그것들이 유명하기는 하지만 모든 호랑가시나무 잎이 심지어 같은 나무에서도 가시가 있는 것은 아니라는 사실은 확실히 사슴과 관련이 있다고 Linnean Society의 Botanical Journal에 연구에서 발표되었습니다. 스페인 남동부에서 연구를 이끈 스페인 국립 연구 위원회(National Research Council of Spain)의 Carlos Herrera는 단일 나무의 잎 변이가 동물이 잎사귀를 뜯어먹는 것과 이 환경 충격에 대한 나무의 신속한 분자 반응이 결합된 결과임을 발견했다고 보고했습니다.

연구팀은 호랑가시나무 40그루에서 '이종 식물'이라고 불리는 이 현상을 조사했는데, 그 중 39그루는 서로 다른 종류의 잎사귀가 뾰족하고 부드럽습니다.

비교 DNA 메틸화 분석을 위해 샘플링된 이종 Ilex aquifolium 나무 중 4개에 대해 동일한 가지의 연속 마디 위치에 있는 가시가 있는 잎과 가시가 없는 잎 쌍.

야생 염소와 사슴이 먹은 것처럼 보이는 나무에서 아래쪽 2.5m의 잎은 더 가시가 많은 반면 위쪽의 잎은 매끄러운 경향이 있었습니다. 팀은 이 나무들이 어떻게 잎 모양을 상황에 따라 그렇게 빨리 적응시킬 수 있는지 알아보고 싶었습니다.

나무의 잎은 모두 정확히 동일한 DNA 서열을 공유하는 유전적 쌍둥이입니다. 따라서 팀은 DNA를 수정하지만 유기체의 유전적 서열을 변경하지는 않는 메틸화라고 하는 화학적 과정의 흔적을 DNA에서 조사했습니다. 이러한 방식으로 연구자들은 잎의 변이가 환경적 또는 유전적 변화에 대한 식물의 반응인지 여부를 결정할 수 있었습니다.

“호랑가시나무에서 우리가 발견한 것은 가시가 있는 잎의 DNA가 가시가 없는 잎보다 훨씬 덜 메틸화되었다는 것입니다. 이로부터 우리는 메틸화 변화가 궁극적으로 잎 모양 변화에 책임이 있다는 것을 추론했습니다.”라고 Herrera는 말했습니다. "우리 연구의 참신함은 잘 알려진 잎 유형의 변화가 DNA 메틸화 패턴의 차이, 즉 DNA 서열의 변이에 의존하지 않는 후생유전학적 변화와 관련이 있다는 것을 보여준다는 것입니다."

“이종 식물은 잘 알려진 종의 명백한 특징이며, 이것은 브라우징에 기인합니다. 그러나 지금까지 아무도 이것이 어떻게 발생하는지에 대한 메커니즘을 제시할 수 없었습니다. "이 새로운 연구를 통해 우리는 이제 방법을 이해하는 데 한 단계 더 나아가게 되었습니다."

Herrera는 "이는 식물 보존에 대해 명확하고 중요한 의미를 갖는다"고 말했습니다. 서식지 손실로 인해 많은 자연 개체군에서 유전적 변이가 고갈되었습니다. 그들에게는 더 느린 DNA 변화를 기다리지 않고 신속하게 대응할 수 있는 능력이 가속화된 환경 변화에서 살아남는 데 도움이 될 수 있습니다. 따라서 Herrera에 따르면 식물의 적응성은 많은 보존 문제 가운데서 "낙관적인 언급"입니다.