“Touch me not!” 미모사의 신비

‘Touch me not’은 씨방에 손을 대는 순간 터지면서 내부의 씨앗을 사방으로 튀어 나가도록 하는 봉선화와, 손만 대면 가지런하게 마주하고 있던 잎들이 순식간에 두 손바닥을 합장하듯이 닫으면서 잎자루까지 아래로 쳐지는 미모사의 별칭이다. 세계에는 미모사속(콩과식물과)에 포함되는 종류가 590종이 알려져 있다. 그들 중에 touch me not로 불리는, 신경과 근육이 있는듯한 신비로운 미모사는 푸디카 미모사(Mimosa pudica)와 테누이플로라 미모사(Mimosa tenuiflora) 두 종류가 있다.​

화원에서 쉽게 구할 수 있는 종류는 열대 중앙아메리카와 남아메리카가 원산지인 푸디카 미모사이다. 미모사는 접촉만 아니라 열, 입 바람, 흔들기와 같은 물리적 자극, 전기적인 충격에도 반응한다. 외부의 자극에 대해 즉시 반사적으로 반응하는 미모사의 움직임을 진동운동(震動運動 seismonastic movement)이라 한다.

미모사가 진동운동을 하는 이유는 잎과 잎자루가 연결되는 부위와 잎자루와 줄기가 접하는 자리에 있는 엽침(葉枕 pulvinus 또는 pulvini)이라 부르는 조직이 외부 자극에 대해 민감하게 반응하기 때문이다. 미모사 엽침의 신비스런 반응은 과학자들의 오랜 연구 과제였고, 지금도 의문이 남은 숙제이다.

잎과 입자루가 만나는 불룩한 부위를 엽침(펄비너스 또는 펄비니)이라 한다. 미모사의 엽침은 외부 충격만 아니라 밤이 와 어두워져도 반응하여 잎을 마주 접고 잎자루까지 내려뜨린다.

미모사의 잎은 새의 깃털처럼 맥(脈) 좌우에 서로 마주보기 상태로 나 있다. 엽침조직(갈색)의 세포 속에 가득하던 수분이 빠져나가면 세포들의 팽압이 낮아져 잎들은 마주 보며 접히게 된다.

팽압이 높은 상태의 엽침세포 모습이다. 내부에 가득하던 물이 얇은 세포벽에 사방 뚫려 있는 구멍 속으로 빠르게 빠져나간다. 그러면 세포들은 팽압이 낮아져 모양이 변하고 찌그러진다.

미모사 엽침을 구성하는 세포에는 아콰포린스(aquaporins)라는 단백질이 있다. 이 단백질은 세포와 세포 사이에 물이 유동하도록 작용한다. 미모사의 잎이 정상으로 펼쳐져 있을 때는 엽침세포 속에 물이 가득하여 세포벽이 팽팽한(팽압이 높은) 상태로 있다. 그러나 외부로부터 자극이 있으면, 세포막에서 ATP(세포질 속의 에너지 분자)가 가진 전자가 이동하는 현상이 나타나면서 세포 속의 물이 빠져나가게(팽압이 낮아짐) 된다. 팽팽하던 세포들의 세포벽이 푹 꺼지면 엽침 자체가 내려앉게 된다. 아래로 내려진 엽침에 자극을 주지 않으면, 약 20분 후에 팽압이 다시 회복되어 본래 상태로 잎과 입자루가 펼쳐지게 된다.​

미모사는 열대식물이기 때문에 기온이 13℃ 이하로 내려가면 생존이 어렵다.​

미모사처럼 민감하지 않으나 많은 종류의 식물은 비가 내리거나 어두워지거나 춥거나 하면 잎 또는 꽃잎을 닫아버린다. 우리 주변에서 볼 수 있는 대표적인 식물은 괭이밥과 자귀나무의 잎이다.

자귀나무는 미모사와 같은 무리에 속하며 우리나라와 세계적으로 널리 분포한다. 미모사처럼 물리적 자극에 반응하지는 않으나, 어두워지거나 기온이 너무 떨어지면 잎을 서로 마주하여 닫는다.​

미모사는 왜 동물의 근육처럼 자극에 민감하게 반응하도록 진화했을까? 과학자들의 추측이다. “외부 자극에 대해 빨리 반응하는 것은 그들의 생존에 도움이 될 것이다. 즉 초식동물이 접근하여 잎을 뜯어 먹으려 할 때, 갑자기 잎을 접고 늘어지면 먹기를 포기할 가능성이 높아진다. 그리고 기온이 내려가는 밤에 잎을 포개고 있으면, 펼쳐져 있을 때보다 보온효과가 더 좋을 것이다.” – YS