애기장대 (Arabidopsis thaliana, (L.) Heynh. 1842)

기본 정보

애기장대 (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., 1842)는 배추과 애기장대속에 속하는 작은 한해살이풀입니다. 종소명 thaliana는 독일의 의사이자 식물학자인 요하네스 탈을 기립니다. 그는 16세기에 하르츠 산지에서 이 식물을 기술했습니다. 프랑스어로는 arabette de Thalius 또는 arabette des dames라고 부르지만 같은 종을 가리키는 이름입니다. 오늘날에는 인정되는 학명을 기준으로 여러 언어의 자료를 대조할 수 있습니다. ^{1 7}

길가에서는 평범한 작은 잡초로 지나치기 쉽지만 과학에서는 특별한 위치를 차지합니다. 식물의 유전과 발생을 연구할 때 기준으로 쓰는 모델 생물입니다. 짧은 생활사와 작은 유전체, 풍부한 씨앗 덕분에 동물 연구의 초파리에 비견되는 식물이 되었습니다. 자연에서 눈에 잘 띄지 않는다는 점과 실험실에서 중요한 역할을 한다는 점이 함께 나타나는 종입니다. ^{2 5}

구별법

높이 20–25 cm의 가느다란 포기 밑부분에 로제트가 생깁니다. 로제트를 이루는 잎은 타원형으로 길이 1.5–5 cm이며 표면에 잔털이 있습니다. 이 잎 무리에서 가늘고 곧은 꽃줄기가 올라와 가지를 냅니다. 낮게 모인 잎과 그 위로 높이 뻗은 연약한 줄기를 함께 살피면 꽃만 볼 때보다 식물 전체의 모습을 파악하기 쉽습니다. ^{3 7}

흰 꽃은 지름이 약 3 mm에 불과합니다. 꽃잎 네 장이 십자 모양으로 놓이는 것은 배추과의 특징입니다. 작은 꽃이 진 자리에는 길이 5–20 mm의 가늘고 긴 장각과가 생깁니다. 줄기를 따라 위로 향하는 열매의 형태는 흰 꽃과 함께 중요한 식별 단서가 됩니다. 꽃이 작기 때문에 열매가 생긴 포기에서 구별점이 더 잘 드러나기도 합니다. ^{2 3}

장각과 하나에는 아주 작은 씨앗 20–30개가 들어 있습니다. 씨앗이 풍부하고 생장이 빨라 드러난 땅에 신속하게 자리 잡은 뒤 사라질 수 있습니다. 개방된 곳과 묵정밭, 흙이 뒤집힌 땅에서 자라며 충분한 빛을 받습니다. 작고 수명이 짧아도 많은 씨앗으로 다음 세대를 남기는 방식이 이 식물의 생활을 뒷받침합니다. ^{3 7}

분류 정보

처음에는 린네가 1753년에 Arabis thaliana L.라는 이름으로 기재했습니다. 이후 구스타프 하인홀트가 1842년에 애기장대속으로 옮겼습니다. 오래된 문헌에는 다른 속명과 결합한 이름들이 남아 있으므로 검색할 때는 이명도 함께 알아두면 도움이 됩니다. 다음 목록은 별개의 실험실 계통이 아니라 이 종에 과거 사용된 분류 이름입니다.

• Arabis thaliana L., 처음 기재할 때 사용한 이름입니다.
• Sisymbrium thalianum (L.) J.Gay, 옛 문헌의 이명입니다.
• Stenophragma thalianum (L.) Čelak., 과거 사용한 분류 이름입니다.
• Conringia thaliana (L.) Rchb., 같은 종의 이명입니다.
• Crucifera thaliana (L.) E.H.L.Krause, 예전 분류에서 쓰인 이름입니다.

현재 기준이 되는 인정 학명은 Arabidopsis thaliana입니다. 겨자와 양배추가 속한 배추과의 식물입니다. Columbia나 Landsberg erecta 같은 생태형 이름은 실험실 계통을 뜻하며 별개의 종이나 식물학적 변종이 아닙니다. 따라서 학명과 실험 재료의 계통명은 서로 다른 수준의 정보로 읽어야 합니다. 둘을 혼동하면 같은 종 안의 유전적 차이를 종의 차이로 오해할 수 있습니다. ^{1 6}

서식지와 분포

유라시아의 온대 지역과 아프리카의 열대 산지가 애기장대의 자생지입니다. 프랑스를 포함한 유럽에서는 묵정밭과 길가, 모래나 돌이 많거나 석회질인 토양에서 자연스럽게 자랍니다. 공통적으로 빛이 충분한 장소를 택합니다. 분포를 이해할 때는 토양의 한 가지 종류만 외우기보다 개방되고 밝은 환경이라는 공통점을 함께 보는 것이 좋습니다. ^{1 3}

맨땅이나 흙이 교란된 곳에 먼저 들어오는 선구 식물입니다. 경쟁력이 더 큰 다른 식물에 밀리기 전에 빠르게 자라 생활사를 마칩니다. 잡초로 자라지만 확산 성격이 아주 공격적이지는 않으며 유해 잡초로 분류되는 식물은 아닙니다. 여기서 잡초라는 말은 자라는 장소와 관련된 표현으로 이해해야 하며 모든 지역의 법적 지정을 뜻하지는 않습니다. ^{7 3}

북아메리카에는 약 17세기에 도입되어 미국에서 캐나다까지 귀화했습니다. 오늘날에는 그 밖의 온대 지역으로도 퍼져 있습니다. 현재 흔히 보이는 지역이 모두 원산지인 것은 아닙니다. 사람이 옮긴 뒤 정착한 북아메리카의 분포와 유라시아를 중심으로 하는 본래의 자생 범위는 구분해서 이해해야 합니다. 넓은 현재 분포만으로 식물의 기원을 판단해서는 안 됩니다. ^{4 2}

생활사와 번식

씨앗에서 다음 세대 씨앗까지 약 6주면 이어질 수 있는 매우 짧은 생활사의 한해살이풀입니다. 발아에는 빛이 필요하므로 씨앗은 흙 표면에서 싹틉니다. 이어 뿌리 가까운 잎이 로제트를 이루고 약 3주에 꽃이 피기 시작합니다. 씨앗을 깊이 덮는 방식보다 빛을 받을 수 있게 표면에 놓는 것이 이 발아 성질에 맞습니다. ^{7 3}

수분 방식은 대부분 자가수정이며 다른 개체와 교잡하는 비율은 0.3% 미만으로 추정됩니다. 꽃이 스스로 수정되어 유전적으로 안정된 계통을 만들기 쉽습니다. 자손이 어미의 유전적 구성을 충실히 이어받는 성질은 반복해서 비교해야 하는 연구에 큰 장점입니다. 짧은 세대 시간뿐 아니라 이런 번식 방식도 모델 식물로 쓰이는 이유입니다. ^{7 2}

겨울형은 가을에 발아해 로제트로 겨울을 나고 봄에 꽃이 핍니다. 다른 형태는 따뜻한 계절 안에 전체 생활사를 마칩니다. 이런 유연성 덕분에 실험실에서는 한 해에 여러 세대를 이어 기를 수 있습니다. 번식은 파종으로 하며 씨앗을 표면에 놓습니다. 발아 시기를 맞추려고 짧게 저온 층적 처리를 하기도 합니다. 장각과가 저절로 열리도록 두면 씨앗이 떨어져 다음 포기가 생깁니다. ^{3 6}

쓰임새와 주의점

애기장대의 가장 중요한 용도는 과학 연구입니다. 2000년, Arabidopsis Genome Initiative가 전체 유전체를 해독하고 학술지 Nature에 발표했습니다. 식물 가운데 최초의 완전한 유전체 서열 해독이었습니다. 염색체 5개, 약 1억 5,700만 염기쌍의 유전체, 단백질을 암호화하는 약 27,600개 유전자를 가진 이 종은 식물생물학의 기준 모델로 남아 있습니다. ^{5 2}

실험 재료로서의 강점은 여러 가지가 겹칩니다. 크기가 작고 6주 생활사를 가지며 자가수분을 하고 한 포기에서 씨앗 수백 개를 만듭니다. 덕분에 교배와 돌연변이, 생장 관찰을 빠르게 진행할 수 있습니다. 달의 표토 물질에서 씨앗을 발아시킨 실험도 이 식물을 이용했습니다. 반면 보통 관상용으로 기르거나 일상적인 식품으로 이용하는 식물은 아닙니다. ^{7 6}

안전성 면에서는 독성이 없는 작은 야생 배추과 식물입니다. 배추과에 흔한 글루코시놀레이트가 소량 있을 뿐 두드러진 독소는 없으며 고양이, 개나 말에게 위험한 식물로 보고되어 있지 않습니다. 다만 확립된 요리 용도가 없으므로 연구 식물이라는 성격과 텃밭의 식용 채소라는 성격을 구분해야 합니다. 독성이 알려지지 않았다는 이유만으로 식용 용도가 성립하는 것은 아닙니다. ^{3 4}

품종, 혼동하기 쉬운 식물, 근연종

실험실에서 쓰는 계통명은 서로 다른 종을 뜻하지 않습니다. Columbia (Col-0)는 유전체 해독의 바탕이 된 표준 생태형입니다. Landsberg erecta, Wassilewskija, Cape Verde Islands도 각각 유전적 특징 때문에 선택한 계통입니다. 자연 집단에서 유래해 선발한 재료이지 별개의 분류군이 아닙니다. 실험에서 어느 계통을 사용했는지 적는 이유도 같은 종 안의 차이를 구분하기 위해서입니다. ⁶

야외에서는 다른 작은 배추과 한해살이풀과 혼동할 수 있습니다.

• Capsella bursa-pastoris는 삼각형 열매가 특징입니다.
• Cardamine hirsuta는 잎이 작은잎들로 나뉩니다.
• Erophila verna는 더 작으며 더 이른 시기에 나타납니다.

털이 있는 로제트 잎과 지름 3 mm의 십자 모양 흰 꽃, 가늘게 위로 선 장각과를 함께 살피는 것이 가장 확실한 구별법입니다. 묵정밭에서 작은 흰 꽃을 보았다는 사실만으로 애기장대라고 판단하기보다는 잎과 열매를 같이 확인해야 합니다. 특히 비슷한 크기의 배추과 식물이 함께 자랄 때는 세 가지 특징을 조합해야 혼동이 줄어듭니다. ^{3 1}

주요 출처

• Plants of the World Online / Kew, Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
• 브리태니커 백과사전, Brassicales(모델 식물 Arabidopsis thaliana)
• Plants For A Future, Arabidopsis thaliana
• USDA PLANTS Database, Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
• Arabidopsis Genome Initiative, Nature 408(2000), 유전체 서열 해독
• NCBI 분류 데이터베이스, Arabidopsis thaliana(분류 ID 3702)
• 프랑스어 위키백과, Arabette des dames(Arabidopsis thaliana)