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[궁금한S] "파란 장미는 없을까?"…장미 꽃잎에 담긴 과학

[앵커]
과학에 대한 모든 궁금증을 풀어주는 '궁금한 S' 시간입니다. 꽃은 바라만 봐도 기분이 좋아지는 선물 같은 존재죠.

특히 5월은 장미의 계절이라고도 불릴 만큼 여기저기서 쉽게 장미를 볼 수 있는데요. 장미 속 과학을 지금 화면으로 만나보시죠.

[이효종 / 과학유튜버]
안녕하세요! 과학의 모든 궁금증을 해결하는 궁금한 S의 이효종입니다. 궁금한 S와 함께할 오늘의 이야기 만나볼게요. 꽃의 여왕이라 불리며 5월에 특히 빛을 발하는 꽃이 있죠. 바로 장미입니다. 5월 셋째 주 월요일인 '성년의 날'에도 장미꽃을 선물하며 축하하곤 하는데요. 그런데 이 탐스러운 장미의 모습은 사실 오랫동안 변신을 거듭한 대가라고 합니다.

장미꽃의 초창기 모습을 알아보려면 18세기 영국 왕실로까지 거슬러 올라가야 하는데요. 당시 사람들은 정원을 예쁜 꽃으로 채우기 위해 '교배육종' 방식을 통해 꽃의 빛깔과 모습을 입맛대로 개량하기 시작했습니다. 가령 붉은색이 짙은 장미끼리 계속 교배해 더욱더 짙은 꽃잎의 장미를 만드는 방법이 바로 교배육종이죠. 꽃잎 수가 100장이 넘는 탐스러운 장미도 꽃잎이 많은 품종끼리 교배하는 방법을 이용했는데요. 교배 육종법은 이제 장미의 외모를 가꾸는 것뿐만 아니라 내실을 키우는데도 쓰이고 있습니다. 불안정한 꽃 모양을 안정화하거나 병충해에 강한 품종을 만들기도 하는데요.

그래서 오늘날 절화용 장미는 사계절 내내 꽃이 핍니다. 사계절 꽃이 피는 중국의 야생장미종과 교배해 얻은 것이죠. 하지만 교배육종으로 인한 부작용도 있는데요. 향기 없는 장미가 늘어나고 있는 것입니다. 교배육종이라는 방법 자체가 유전자를 뒤섞는 과정을 자연에 완전히 맡기는 것인 만큼 불확실성이 크다는 지적도 있죠.

2만 5,000여 종에 이르는 다양한 장미를 만들어낸 교배육종이지만 만들지 못한 장미가 있습니다. 바로 파란 장미인데요. 그래서 파란 장미의 꽃말은 '불가능'입니다.

오늘날 꽃집에서 비교적 싼 가격에 살 수 있는 파란 장미는 보통 흰 장미를 푸른색으로 물들인 것이라고 하는데요. 장미를 다른 색으로 쉽게 물들일 방법은 무엇일까요?

바로 모세관현상을 이용하는 것입니다. 이 원리를 이용한다면 꽃의 절반만 물들이는 것도 가능하다고 하는데요. 꽃의 절반만 물들이는 방법을 같이 해볼까요? 먼저 꽃의 줄기를 2분의 1만큼 반으로 잘라줍니다. 줄기를 나눠 각각 맹물과 색소를 탄 물에 담가줍니다. 5시간 정도 기다리면 장미꽃의 반만 물들이는 게 가능한데요.

어떻게 이런 현상이 가능한 걸까요? 식물의 줄기 속에는 작은 세포로 이뤄진 물관이 있는데요. 꽃이 물을 빨아들이면 모세관 현상에 의해 물관을 타고 올라가서 꽃과 잎에 골고루 전달됩니다. 줄기를 반으로 나누면 꽃잎까지 한 줄로 연결된 물관으로만 물이 올라가기 때문에 색소를 빨아들여 꽃잎만 물들일 수 있다고 합니다. 정말 신기하죠!

그렇다면 색소가 아닌 완전한 파란 장미를 만들지 못하는 이유는 무엇일까요? 이유는 비교적 간단합니다. 파란 색소를 만들 수 있는 유전자가 전 세계 장미를 통틀어도 존재하지 않기 때문이죠. 파란 색소인 '델피니딘'이 조금이라도 함유돼 있다면 비록 꽃의 색깔이 붉은색이라고 해도 교배를 거듭함으로써 델피니딘을 많이 함유하는 계통을 얻을 수 있었는데요. 하지만 장미처럼 전혀 델피니딘이 없는 경우에는 교배를 반복해도 파란 장미를 만든다는 것은 기대할 수 없습니다.

또한 파란 색소를 이루는 효소 중에 '플라보노이드3'와 '히드록시라아제5'가 있는데, 장미는 아쉽게도 이러한 효소들을 갖고 있지 않다고 합니다. 그래서 파란색 색소인 델피니딘 합성이 불가능한 것이죠. 즉, 정확하게 말하면 장미에는 파란 색소가 없는 것이 아니라 파란 색소를 만드는 효소가 없다는 것이 맞겠네요.

이런 어려움에도 불구하고 전 세계 많은 과학자는 파란 장미를 개발하기 위해 부단히 노력했는데요. 각국의 연구가 이어졌지만 결국 파란 장미 개발에 성공한 나라는 일본이었습니다. 2004년 일본 산토리에서 마침내 '파란 장미' 개발에 성공했는데요. 산토리는 '델피니딘'을 만드는 유전자를 팬지꽃에서 발견해 이 유전자를 장미의 유전자 틈새에 끼워 넣었습니다.

하지만 '불가능'이라는 꽃말 때문일까요. 산토리가 만든 파란 장미는 진정 파란색이라기보다는 연보라색에 가까웠죠. 파란 색소인'델피니딘'이 충분히 포함돼 있는데도 말이죠. 하지만 현재까지 파란 장미에 '가장 가깝다'고 인정받는 품종이기에 그 상품 가치는 클 수밖에 없다고 합니다. 실제로 파란 장미의 가격은 한 송이의 3만 원 정도로 일반 장미보다 최대 10배까지 비싸다고 하네요.

프러포즈할 때 장미꽃을 주며 사랑을 고백하는 이유도 타당한 근거가 있다고 하는데요. 바로 장미꽃의 주 향기 성분인 페닐에칠알코올이 사람의 마음을 여유롭게 하기 때문입니다. 또, 일본 바이오벤처 네이처 테크놀로지사와 호시약대의 동물실험 결과, 장미꽃은 불안이나 스트레스를 억제하는 우울증 억제 성분을 갖고 있다고 하는데요. 그래서인지 장미는 재스민과 더불어 향료의 정점을 이룹니다. 조향은 '장미에서 시작해서 장미로 끝난다'는 말이 있을 정도로 향수에서 장미 향은 매우 중요하다고 하네요.

오늘 '궁금한 S'에서는 꽃의 여왕 '장미'에 대한 과학적 궁금증에 대해 알아봤는데요. 장미의 변신이 이토록 무궁무진했다니, 또 다른 새로움을 느끼게 되는 것 같아요.

그럼 '궁금한 S'는 여기서 인사드릴게요. 과학에 대한 궁금증이 있다면 언제든 유튜브에 사이언스 투데이를 검색해주세요. 이상 궁금한 S였습니다.
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