[김진한 칼럼](22) '식물의 잎은 평면이 아닌 입체 곡면으로 성장한다'
[김진한 칼럼](22) '식물의 잎은 평면이 아닌 입체 곡면으로 성장한다'
  • 채널제주
  • 승인 2018.08.31 14:53
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▲ 김진한 칼럼니스트

작물을 밀식상태로 재배하면 꽃과 열매가 적어지는 이유를 양분이 많고 적음의 차이가 아니라, 식물이 만들어 내는 에너지차이로 접근하여 결국 줄기가 요동하는 각도와 범위의 차이로 이 문제를 해결할 수 있었다.

결과만 짤막하게 얘기하면, 식물을 바라보는 시각차이가 문제를 해결하는 열쇠가 될 수 있음을 보여준다.

이제부터는 세부내용으로 들어가서 상대성이론이 구체적으로 어떻게 식물성장에 작동하는지 들여다보도록 하겠다.

광합성이 요체인 나뭇잎의 구조와 명칭에 대하여 교과서적인 답은 아래 사진[1, 2]과 같다.

우리는 일반적으로 우리가 살아가는 공간이나 사물을 평면화하는데 익숙하다. 그리고 그것이 너무도 당연하다. 이를테면 우리가 딛고 사는 땅이 평소에는 네모나고 납작하며 평편한 땅이지 둥굴다고 생각하는 사람은 거의 없다. 거기에다 이 땅이 시속 1700km의 속도로 회전하며 자전하고 있다는 생각은 더더욱 하지 않는다. 아니, 그런 감각조차 없다. 그렇지만 그런 감각이 없고 생각조차하지 않는다고 그런 현상이 없는 건 아니다!

▲ 사진 [1]

우리가 식물을 바라볼 때 입체적으로 보지 않고 평면으로 바라보는 것이 일상이며 상식이다. 하지만 그 이면에 보이지 않고 감각하지 못하지만 식물은 입체적으로 자라고 있다. 특히 광합성당분을 생산하는 식물의 실질적인 공장인 플랜트가 되는 잎은 그 입체성으로 인해 좁은 면적에서도 빛을 효과적으로 활용한다.

평면으로 보이는 잎을 입체화하는 과정은 그리 녹록한 과정이 아니다. 농업현장에서 나무를 관리할 때는 생각하며 하는 게 아니라, 습관적으로 하게 된다. 결국 나무를 관리하는 요령이 몸에 습관으로 스며들게 해야 한다.
 
우리의 생각이, 상식이, 습관이 잎을 바라보는 각도가 평면적이면 나무 관리도 평면적으로 하게 된다. 나무는 태생적으로 입체공간에서 나서 입체적으로 성장하면서 열매를 맺는 순환과정을 반복하게 되어 있는데, 관리하는 주체가 평면적으로 관리하면 나무는 몸살을 하게 된다. 마치 밖에서 막 뛰어 놀고 싶은 어린아이를 집안에 가둬 두는 것과 비슷하다고 보면 된다. 스스로 튼튼하게 자랄 수도 있는 거를 평면으로 보기 때문에 각종 비료 퇴비 영양제 등을 투입하며 키워야 한다고 믿게 되는 것이다.

▲ 사진 [2]

평면의 잎을 입체화한 결과는 너무 단순하다. 하지만 이를 받아들이는 건 너무도 힘들다. 왜냐하면 이는 식물에 대한 지금까지의 믿음을 깨는 것이기 때문이다. 식물은 각종 영양분이 함유된 비료와 퇴비 등을 부족함이 없이 듬뿍 주고 가끔가다 간식도주고 병도 막아주고 충도 잡아주고 이리저리 보살펴줘야 하고 등등... 이런 일반적인 믿음을 깨는 일이기 때문에 대단히 어려운 일이다.

필자가 지금까지 20여회에 걸쳐서 상대성이론과 식물에 관한 이야기를 쓴 것도 식물성장 이면에는 우리의 상식과 전혀 동떨어진 현상이 가득 숨어있기 때문이다.

우리가 학교과정이나 농업교재를 통해 식물성장에 대해 많이 배워 왔지만 식물의 입체 성장을 다루는 내용은 거의 접해보지 못했다. 식물 광합성에 관하여 명반응 암반응 캘빈회로 유전자DNA 미토콘트리아 앰포 세포분열 등등... 수많은 명칭과 용어들은 모두 평면적이다. 그 어디에도 입체성을 나타내는 용어가 없다. 물론 그림은 입체적으로 그려놨지만 그 역시도 평면인 지면이나 화면에 형상화한 것이므로 역시 또 다른 평면화에 불과하다.

우리는 익숙하지 않은 것을 접하면 본능적으로 거부하거나 의심을 하게 되고 어떤 경우는 적대시하기까지 한다. 그래서 나뭇잎의 입체화를 설명하려면 거부감을 해소 하는 게 보다 우선이 된다.

영화 ‘아바타’는 독특한 발상으로도, 3D 입체화면 영상으로도 유명하다. 그러나 그 이야기의 본질은 거대한 나무숲의 식생에 대한 단순한 내용이다. 기회가 되어 여러 번 보게 되었는데 나무의 입체형상과 더불어 미시세계의 내밀한 공간을 감동적으로 잘 묘사하고 있다. 필자는 영화 아바타에서 나타나는 식물의 현상이 영화 속의 허구가 아니라, 실재로도 그러하다고 보고 있다. 나무를 제대로 잘 관리하려면 나무의 아바타가 되어 나무속으로 직접 들어가 보아야 한다. 그 정도가 되어야 나무를 평면이 아닌 입체적인 시각으로 보게 되고 관리습관도 입체화 된다.

지금부터는 나무의 아바타가 되어 나무속으로 직접 들어가 보는 초입단계이다.

다음 사진은 각도를 이용하여 평면의 잎을 입체화시킨 내용이다.

▲ 잎자루각 모각 잎날개를 추가하여 입체화한 잎

일반적으로 인식되는 잎의 평면을 입체화하려면 잎에 각도를 부여하여 운동하는 활동성을 입히는 방법이 있다. 이를 위해 잎의 시작과 끝을 설정해야 하는데, 잎자루를 그 시작으로 하고 잎꼬리(잎끝)를 끝으로 하여 시작점과 끝나는 점을 지정할 수 있다.

그러면 잎 끝에 사진처럼 잎꼬리라는 명칭을 붙일 수 있고 이 잎꼬리가 지향하는 각도를 꼬리모(毛)를 써서 ‘모각’이라고 붙일 수 있다.

그리고 잎자루도 평면에서는 각도가 오직 하나밖에 나타나지 않지만, 입체가 되면 무수한 ‘잎자루각’이 나타난다. 따라서 나뭇잎에는 2개의 각도가 나타나는데 바로 모각(잎꼬리각)과 잎자루각이다. 이를 수학의 원통구면좌표계와 비교하면 우리가 배울 때 일반적으로 각도를 적용하는 상징문자 θ(세타)와 ∅(파이)라는 2개의 각도로 묘사되는 것과 일치한다. 잎자루각을 θ각이라 하고, 모각을 ∅각이라고 붙일 수 있다.

나뭇잎을 입체화시키려면 우리가 수학시간에 배운 원통구면좌표를 도입해야 한다. 매우 어렵다. 거부감이 밀려오기도 하겠지만 안타깝게도 이는 어쩔 수 없다.

그리고 또 하나, 평면의 면적을 나타내는 잎몸 대신에 ‘잎날개’라고 명칭을 바꿔 부르는 과정이 요구된다. 잎몸은 그냥 평이하지만, 잎날개라고 하면 날개가 접혔다 펴졌다하는 운동성이 대상화되므로 어린 새싹 잎이 자라서 날개를 펴면서 면적에 따른 광합성을 하는 잎의 입체성을 이해하는데 그런대로 용이하다.

평범한 잎을 입체화하기 위해 3가지 단순하면서도 다른 시각의 작업을 해 보았다.

①잎자루각, ②모각, ③잎날개 라는 새로운 명칭을 기억하고 이를 농사에 적용하는데 가급적 거부감이 없기를 바라는 마음이다.

다음 편에 계속...

 

김진한 칼럼니스트는?

1968년 6월 생으로 제주 성산 삼달리에서 출생하여 삼달초교, 신산중, 금오공업고등학교, 금오공과대학을 졸업, 91년 육군소위로 임관하여 장교로 군복무 후 육군대위 전역, 2002년도 출생지로 돌아와 귀농 하였다.

이후 2004년 '제주대 최고농어업경영자과정', 2009년 '한국벤처농업대학' 등의 과정을 수료, 2004년~7년까지 '제주도정보화농업인연합회' 창립발기인 및 초대, 2대 사무국장을 역임 하는 등 쉼 없는 노력을 인정받아 2006년 '전국 농업인 홈페이지 경진대회 최우수 농림장관상','농촌진흥청장 표창', 2011년 '농업인 정보화 관련 유공 제주도지사 표창' 등 다수의 상을 수상 하였다.

또한 여러 활동과 경험을 바탕으로 농업과 공학을 접목시키는 기술을 연구, 2015년 '감귤나무를 포함하는 과실나무의 전정방법', 2016년 '이동식감귤선별장치' 2017년 '감귤나무를 포함하는 과실나무의 전정방법' 등을 특허등록 하였다.

저서로는 2015년 '상대성이론과 식물역학'(하나출판), 2016년 '중력파와 식물성장법칙'(하나출판)이 있으며, 2018년에는 '전정법 개선으로 고품질 감귤생산 실용과제' 를 '대산농촌재단 농업실용연구총서7'에 발표 하였다.

<본 칼럼의 내용, 이론은 칼럼니스트 개인 연구 결과임을 참고 바랍니다>

 

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