인간은 뇌를 통해 유기적인 중앙통제시스템을 운영한다. 그러나 식물은 뿌리, 잎, 줄기, 열매가 제각기 분산된 ‘모듈(module)형 통제시스템’을 운영한다. 이를 위해 식물은 화학물질을 이용하여 의사소통을 한다.

베르나르 베르베르가 쓴 <상상력 사전>에는 아래와 같은 이야기가 등장한다.

《아프리카에는 놀라운 특성을 보여주는 아카시아 나무가 있다. 이 나무는 염소 등의 동물이 뜯어먹으려 하면 제 수액의 화학적 성분을 독성으로 변화시킨다.

동물은 나무의 맛이 달라졌음을 알고 다른 나무를 뜯어먹으러 간다. 그러면 아카시아 나무는 즉시 냄새를 발산하여 근처의 다른 아카시아 나무들에게 동물의 출현을 알린다.

몇 분 만에 그 주위의 아카시아 나무들은 모두 동물들이 뜯어먹을 수 없는 상태가 된다. 그러면 염소 등의 동물은 어쩔 수 없이 그곳을 떠난다. 너무 멀리 떨어져 있는 탓에 경보 신호를 감지하지 못한 아카시아 나무를 찾아가는 것이다.

그런데 동물을 대규모로 사육하는 기술이 발달하게 되면서 염소 떼와 아카시아 나무 무리가 같은 장소에서 맞부딪히는 일이 생기게 되었다. 그 경우에 어떤 일이 벌어질까?

동물들에게 먼저 뜯긴 아카시아 나무가 다른 아카시아 나무들에게 위험을 알리면 나머지 모두가 독성으로 변한다.

그러나 그런 사실을 모르는 짐승들은 독이 든 나무를 뜯을 수밖에 없다. 그런 까닭에 많은 염소 떼가 독으로 죽게 됐다. 사람들은 오랜 세월이 흘러서야 이 까닭을 알게 됐다.》

자연에는 풀과 나뭇잎이 널려 있다. 여기에 생태학자들 사이의 오랜 논란거리가 있다. 초식동물이 먹이 걱정 없이 뜯어먹는데도 식물이 풍부하게 살아남는 이유가 뭐냐는 것이다. 포식동물이 초식동물을 잡아먹어 견제한 결과라는 가설과 식물의 자기방어 덕분이란 가설이 맞섰다.

최근에는 두 주장을 모두 받아들인다. 식물이 생존하려면 가시나 독성물질 같은 화학적 방어수단이나 초식동물을 잡아먹는 무서운 포식자가 있는 곳을 삶터로 골라야 한다는 얘기다.

[관련 글] Trees Communicate

By Jane Engelsiepen, October 8, 2012

“Mother Trees” Use Fungal Communication Systems to Preserve Forests

Suzanne Simard, forest ecologist at the University of British Columbia, and her colleagues have made the major discovery that trees and plants really do communicate and interact with each other. She discovered an underground web of fungi connecting the trees and plants of an ecosystem. This symbiosis enables the purposeful sharing of resources, consequently helping the whole system of trees and plants to flourish.

Simard was lead to the discovery by the observation of webs of bright white and yellow fungal threads in the forest floor. Many of these fungi were mycorrhizal, meaning they have a beneficial, symbiotic relationship with a a host plant, in this case tree roots. Microscopic experimentation revealed that the fungi actually moves carbon, water and nutrients between trees, depending upon their needs.

“The big trees were subsidizing the young ones through the fungal networks. Without this helping hand, most of the seedlings wouldn’t make it.”

At the hub of a forest’s mycorrhizal network stand the “Mother Trees”. These are large, older trees that rise above the forest, a concept illustrated in the movie Avatar. These “Mother Trees” are connected to all the other trees in the forest by this network of fungal threads, and may manage the resources of the whole plant community. Simard’s latest research reveals that when a Mother Tree is cut down, the survival rate of the younger members of the forest is substantially diminished.

What we think we know, is that there’s some kind of electrochemical communication between the roots of the trees. Like the synapses between neurons.

Dr. Grace Augustine, fictional character in “Avatar”

The concept of symbiotic plant communication has far reaching implications in both the forestry and agricultural industries.

This revelation may change the way we approach harvesting forests, by leaving the Mother Trees in tact to foster regrowth. In agriculture, undisturbed mycorrhiza systems enhance plant’s ability to resist pathogens, and absorb water and nutrients from the soil, bringing into question common practices that disturb these underground networks, such as plowing.