백두대간의 식물
봉화의 국립백두대간수목원에서의 식물이야기
주변에서 흔하게 볼 수 있는 식물은 가장 오래된 진화의 산물이기도 하다. 인류의 과학기술이 상당한 진보를 이루었다고 하지만 식물은 이미 인류가 지향하는 기술의 대부분을 모두 가지고 있는 존재이기도 하다. 식물은 전기자동차가 지향하는 높은 효율보다 더 높은 수준의 효율성을 가지고 있는 에너지 전환을 하며 양자역학적인 관점의 엽록소가 흡수한 빛에너지를 가운데 반응중심으로 모아 에너지를 포도당으로 만드는 데 사용된다.
한국이라고 하면 백두대간이라는 표현이 절로 나올 정도로 이 땅의 주축을 이루고 있다. 백두산부터 지리산까지 1,400km 백두대간은 우리나라 자생식물 33%가 서식하고 있는 중요 생태축이다.
아시아 최대 수목원으로 천혜의 자연환경을 간직한 경상북도 봉화군 춘양면에 위치한 국립백두대간수목원은 보전 가치가 높은 식물자원과 전시원, 백두대간의 상징 동물인 백두산호랑이, 세계 최초의 야생 식물종자 영구 저장시설인 시드볼트를 보유하고 있다.
이곳에서는 식물을 과학적인 관점으로 바라볼 수 있다. 과학기술이라는 것은 근본적으로 물질을 다른 유용한 것으로 바꾸는 것이기도 하다. 아인슈타인의 상대성이론은 에너지가 어떻게 질량으로 전환되는지 증명하였다.
인간과 인간은 주로 언어를 통해 소통하고 일부는 몸짓과 눈빛등으로 하지만 식물은 화학물질로 소통을 한다. 그 화학물질은 인간에게 유용하기도 하고 유해하기도 한다. 우리가 마시는 술의 주재료는 에탄올인데 에탄올은 효모균이 자신을 지키는 과정에서 나온 화학물질이기도 하다. 다른 균을 죽이지만 에탄올의 도수가 20도가 넘으면 자신마저 사멸시키기 때문에 전통주의 도수가 20도가 넘어갈 수가 없는 것이다.
식물은 움직일 수 없기 때문에 방어와 보호를 스스로 해내어야 하기 때문에 모든 식물은 자기 방어 물질을 내고 있다. 식물의 자기 방어 물질은 화학적으로 연구되어 실생활에서 약으로 재탄생되기도 한다. 인간은 모두 아름다운 것을 지향한다. 식물은 균형과 아름다움을 지향하는데 그 패턴에는 황금비와 피보나치 수가 있다. 프로그램을 코딩할 때 피보나치수열은 활용되기도 한다. 식물에서 대표적인 피보나치수열은 솔방울과 해바라기에서 확인해 볼 수 있다. 해바라기 씨앗을 137.5도의 황금각으로 위치마다 배치하면 수를 수열로 나타내면 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 의 피보나치 수 배열이 완성이 된다.
이제 곧 봄의 색깔이 나무에서 나타나게 될 것이다. 식물은 지구 자전과 함께 반복되는 태양의 빛 신호와 낮과 밤 동안의 온도변화를 입력신호로 인지해서 광합성, 성장 및 개화시기 등의 다양한 식물 생장을 조절한다.
식물은 중력을 감지하면서 내려간다. 뿌리가 아래로 내려가는 이유이기도 하다. 중력이라는 것은 인간을 안정적으로 잡아주기도 하지만 인간의 모든 감각에 영향을 미친다. 중력이 없는 곳에서 지낸 우주인은 뼈의 밀도가 상당히 낮아져서 지구에서 적응할 수가 없기에 상당한 시간 재활을 거칠 수밖에 없다.
기초과학이라고 하는 것은 자연 속에서 많은 것을 발견하는 과정이기도 하다. 식물 속 과학 전시는 식물 속에 담긴 과학적 원리를 수학과 물리, 화학 영역으로 구분해 사진과 영상, 체험 등의 콘텐츠로 구성되어 있다.
봉화군에 자리한 국립백두대간수목원은 한반도에 자리한 수많은 생태와 자원을 살펴볼 수 있는 곳이고도 하다.
식물 속 과학에서 많은 것을 볼 수 있다. 식물의 광합성은 빛에너지가 전기에너지를 거쳐 화학에너지로 저장되는 것이다. 광합성은 엽록소에서 햇빛을 흡수해 그 에너지를 전자로 전달하고 이 전자가 이산화탄소를 환원시켜 포도당으로 만드는 과정이라고 한다.
지금 봉화군의 국립백두대간 수목원에서는 청소년 숲사랑 작품 공모전의 수상작이 전시가 되고 있었다.
양자역학은 미래의 중요한 기술의 기반이 되는 학문이다. 앤트맨이나 스파이더맨등에서 차용된 양자역학은 식물에서도 발견된다고 한다. 2007년 미국 버클리대학 화학과 글레이엄 플래밍 교수님의 실험결과에서 증명되었다고 한다.
빛에너지를 흡수한 전자가 양자 결맞음에 따라 파동처럼 엽록소 전체 깔때기에 퍼져 순식간에 반응중심으로 흘러들어 간다는 메커니즘을 실험으로 증명하였다. 실험은 빛 알갱이 한 개가 동시에 두 개의 엽록소를 들뜨게 하여 광합성 반응이 신속하게 일어난다는 사실이다.
사람은 해가 뜨고 지는 것에 큰 의미를 두고 살아가고 있지는 않지만 식물은 그 속에서 수많은 과학적인 작용을 하고 있는 것이다. 국립백두대간수목원은 2018년 5월 개관 이후 산림생물 보전·연구·전시·교육기관으로서 생애주기별 대상자 맞춤형 교육프로그램을 기획·운영 중에 있다.
