콩과식물 뿌리혹박테리아는 서로에게 어떤 이득을 주나요?

Question

콩과식물 뿌리에 뿌리혹박테리아가 공생한다고 배우는데, 박테리아가 질소를 고정해서 식물에게 준다는 건 알겠는데, 그럼 박테리아는 이 관계에서 무엇을 얻는 건지, 왜 이런 상호의존 관계가 진화했는지 궁금합니다

Answer 1

콩과식물과 뿌리혹박테리아는 서로의 치명적 단점을 보완하기 위한 공생으로 진화했습니다.

대기 중 질소는 삼중 결합으로 결합되어 있어 식물이 직접 이를 흡수할 수 없습니다. 그런데, 뿌리혹박테리아는 이 단단한 질소를 식물이 쓸 수 있는 형태로 만들어 줍니다.

그 대가로 박테리아는 식물이 광합성으로 만든 탄수화물을 공급받습니다. 또한, 땅속의 치열한 경쟁을 피해 뿌리혹이라는 안전한 서식처를 얻는 것입니다. 게다가 식물은 박테리아의 질소고정효소를 파괴하는 산소를 제거해주기도 하죠.

사실 원래 흙 속에 살던 박테리아는 질소 고정에 필요한 막대한 에너지를 감당하기 어려웠습니다.

이에 식물은 에너지를 제공하고, 박테리아는 질소를 제공하는 형태로 분업 체계를 진화시킨 것입니다.

만약 박테리아가 질소를 주지 않는다면, 식물은 영양분을 끊어 박테리아를 죽이게 되죠.

결국 이 상호의존 관계는 척박한 환경에서 살아남기 위한 가장 완벽한 진화적 기브 앤 테이크의 형태인 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

뿌리 혹 박테리아는 콩과 식물에게 질소를 공급하고 ,박테리아는 식물로부터 광합성으로 만들 당과 에너지원 (탄소 화합물)을 얻습니다. 또한 식물 뿌리 내부의 보호된 공간에서 안정적으로 살아갈 수 있습니다. 이런 상호 이익 관계는 질소가 부족한 환경에서 식물과 박테리아 모두 생존에 유리했기 때문에 오랜 진화 과정에서 형성되었습니다.