[위드인뉴스 신수현]


우리가 가지고 있는 스마트폰은 보고(see) 듣기도(hear) 한다.


또한 우리의 손가락을 통해서 문지르면 반응하기도 한다. 그렇다면 스마트폰의 후각 기능은 어떠한가? 스마트폰이 부엌에서 냄비 타는 냄새를 감지하는 기능을 가질 날이 머지않았다.


식물병의 냄새를 맡는 스마트폰


식물들이 전염되는 병에 걸리는 경우 한순간에 모든 농작물이 못쓰게 될 수 있다. 가능한 한 빨리 식물이 병에 걸린 것을 알아차리고 그것에 빠르게 대응해야 한다.


이 문제에 대해 연구자들이 혁신적인 해결방법을 발표하였다. 병원체의 유무를 판단할 수 있는 부속 장치를 스마트폰에 연결시킨 것이다. 이제 농부들은 큰 비용없이 그들의 농작물이 특정 병원체에 감염되었는지 여부를 확인할 수 있게 되었다. 또한 취미로 정원을 가꾸는 사람들도 그들이 키우는 토마토식물이 병에 걸렸다는 사실을 쉽고 빠르게 알고 대처할 수 있게 되었다.


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????사진출처 : Wei Research Group. https://weigroup.wordpress.ncsu.edu/


식물병의 전염성


특히 진균류의 병원체인 파이토프토라 속(Phytophtora)이나 식물의 곰팡이 병의 경우 빠른 확산과 강한 전염성으로 유명한 병원체이며, 전세계 농작물에 엄청난 경제적 손실을 초래했을 뿐만 아니라 자연 생태계에까지 큰 피해를 일으킬 수 있다.


정원을 취미로 가꾸는 일에 있어서는 식물병의 전염은 신경이 많이 쓰이는 일이겠지만, 농부들에게는 생계에 위협이 될 만한 일이다. 그렇기 때문에 그들에겐 가능한 한 빨리 식물병의 전염을 막는 조치를 시행하는 것이 가장 중요하다.



그러나 현재의 기술로서 질병의 전염을 예방하는 것을 실현시키는 것은 아직은 역부족이다. 그렇다면 식물병의 확산을 막는 조치 중에서 가장 효과적인 방법은 식물에 병증이 나타나기 전에 이를 재빨리 알아차리는 것이다.


식물병의 증상이 나타나고 이것을 화학적 실험을 통해 어떠한 병증인지에 대한 연구결과들이 나오기까지는 수일이나 수 주가 걸린다. 그 사이에 아마도 모든 농작물들에 그 증상들이 나타날 수 있다. 그렇게 되면 오히려 그냥 농경지 자체를 포기하는 하는 것이 더 나은 상황일 수 있다.


병에 걸린 식물들은 발견하는 코(Nose)


독일의 언론 wissenschaft 는 이 문제들을 해결하기 위해 미국 노스 캐롤라이나 주의 롤리 지역에 위치한 North Carolina State University의 Qingshan Wei가 특별한 장치를 개발하였다고 보도했다. 이 기계장치는 화학적인 검출방식으로 식물이 방출하는 휘발성 유기화합물(Volatile organic compounds, VOCs)를 감지한다.


모든 식물들은 ‘호흡’하면서 VOCs를 뿜어낸다. 하지만 식물이 병에 걸렸을 때에는 그 종류와 농도가 달라진다. 질병의 종류에 따라 VOCs는 각각 특징적으로 다르다. 그래서 식물이 방출하는 VOCs의 종류와 농도를 측정할 수 있다면, 이 식물이 질병에 걸렸는지 아닌지를 확인할 수 있다. 그리고 감염된 경우라면 어떤 질병에 걸린 것인지도 확인이 가능하다. 이 모든 것들이 Wei씨와 그 동료들이 개발한 기계장치를 통해 손쉽게 이루어지는 것이다.


이는 구체적으로 다음과 같은 방식으로 진행된다. 농부는 진단을 위해 식물의 잎을 떼어 시험관에 넣는다. 그 용기의 입구를 15분간 닫아 놓은 후 VOCs를 모아 둔다. 그 후에 VOCs로 가득 차 있는 그 용기 안의 공기를 스마트폰에 연결되어 있는 분석장치에 옮기기 위해 사용자는 가느다란 플라스틱미세관을 시험관에 집어 넣는다. 그 미세관을 통해 시험관 안의 공기가 측정 시험지가 들어 있는 작은 공간으로 유입된다.


후각에 작용하는 물질을 판명하는 시험지


이 요소가 이 발명의 핵심이 되는 것이다. 연구자들이 특정한 물질이 닿으면 색이 변하는 반응 시약이 포함된 이 시험지를 스마트폰에 장착하는데 성공함으로써 이 기술이 시행될 수 있었다. 사용자는 스마트폰으로 이 시험지의 결과를 보고 식물병의 종류를 확인할 수 있다.


특히 연구자들은 이 장치를 통해 난균류인 감자역병균(Phytophthora infestans)을 식별할 수 있는 데, 이 병원체는 감자 잎이 썩는 병을 일으키는 균으로, 19세기에 감자수확물을 모조리 없애면서 일명 “아일랜드 대기근” 사건이 역사적으로 남겼다. 이때의 기근 동안 약 백만 명의 사람들이 사망했다.


휴대폰으로 못하는게 없노 ㄷㄷ


이제 연구자들이 개발한 기계장치로 이 병원체를 95% 이상의 정확도로 검출해 낼 수 있으며, 이 감자역병균과 비슷한 증상을 야기시키는 두 개의 다른 진균류의 병원체들과도 구별할 수 있게 되었다.


이제 스마트폰에 연결된 장치로 화학적 물질을 인지할 수 있게 되었다. 앞으로 스마트폰의 후각적 기능이 어떻게 발달하게 될 지가 기대된다.