오이, 수세미, 참외, 수박, 멜론의 계통과 공통 조상

오이, 수세미, 참외, 수박, 멜론의 계통과 공통 조상

오이, 수세미, 참외, 수박, 멜론은 모두 박과(Cucurbitaceae) 식물로, 같은 식물 계통에 속하는 작물들이다. 이들은 유전적으로 가까운 관계를 가지고 있으며, 모두 덩굴성 초본(herbaceous vine)으로 열매를 맺는 특징이 있다. 그렇다면 이들의 진화적 기원과 공통 조상은 무엇인지, 그리고 각각의 식물이 어떻게 분화되었는지를 살펴보자.

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1. 박과(Cucurbitaceae)의 계통과 기원

박과(Cucurbitaceae)는 속씨식물(Angiosperms) 중 **쌍떡잎식물강(Eudicots) - 장미군(Rosids) - 참나무목(Order Cucurbitales)**에 속한다.

1.1 박과 식물의 특징

• 대부분 덩굴성(climbing or trailing habit)이며, 잎겨드랑이에 **덩굴손(tendril)**을 가지고 있음.
• **단성화(monoecious or dioecious, 자웅동주 또는 자웅이주)**이며, 곤충 수분에 의존하는 경우가 많음.
• 열매는 일반적으로 **장과형(berry-like fruit, 펩종과: Pepo)**이며, 두꺼운 외피와 다량의 수분을 함유함.
• 종자는 단단한 외피로 보호되며, 발아율이 높음.

1.2 박과 식물의 기원

• 분자 계통학적 연구에 따르면, 박과 식물은 약 **8천만~1억 년 전(백악기 후기)**에 처음 등장한 것으로 추정된다.
• 박과는 아프리카 또는 아시아 열대 지역에서 기원했을 가능성이 높으며, 이후 다양한 환경에 적응하면서 여러 속(Genus)으로 분화됨.

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2. 주요 박과 식물의 계통 분화

박과에는 약 100개 속, 950여 종이 포함되며, 이 중 우리가 잘 아는 오이, 수세미, 참외, 수박, 멜론은 주로 Cucumis 속과 Citrullus 속에 속한다.

2.1 Cucumis 속 (오이, 참외, 멜론)

• Cucumis 속은 주로 아프리카와 아시아에서 분화했으며, 열대 및 아열대 기후에서 잘 자란다.
• 대표적인 종:
  • 오이(Cucumis sativus)
  • 참외(Cucumis melo var. makuwa)
  • 멜론(Cucumis melo var. cantalupensis, var. inodorus 등)

Cucumis 속의 진화적 관계

• 유전체 분석 결과, 오이(C. sativus)와 멜론(C. melo)은 약 10~12백만 년 전(MYA)에 공통 조상에서 분화한 것으로 추정됨.
• 참외는 멜론의 아시아 품종으로, 멜론과 유전적으로 매우 가까운 관계에 있음.
• Cucumis 속의 원시 조상은 작은 열매를 맺는 덩굴 식물이었으며, 이후 품종 개량과 자연선택을 통해 현대의 형태로 진화.

2.2 Citrullus 속 (수박)

• Citrullus 속은 주로 아프리카 기원이며, 건조한 환경에서도 잘 적응하는 특성을 가짐.
• 대표적인 종:
  • 수박(Citrullus lanatus)
  • 야생 수박(Citrullus colocynthis) → 북아프리카와 중동에서 자생

Citrullus 속의 진화적 관계

• 현대 수박(C. lanatus)은 서아프리카에서 기원한 것으로 보이며, 약 3~4천 년 전부터 인간에 의해 재배됨.
• 야생종인 C. colocynthis는 매우 쓴맛을 가지며, 가뭄 저항성이 높음.
• 분자 계통학적으로, Citrullus 속과 Cucumis 속은 약 20~25MYA에 공통 조상에서 분화되었을 가능성이 큼.

2.3 Luffa 속 (수세미)

• Luffa 속은 열대 및 아열대 기후에서 자라는 덩굴식물로, 주로 동남아시아와 아프리카에서 분화되었다.
• 대표적인 종:
  • 수세미(Luffa cylindrica, Luffa aegyptiaca)

Luffa 속의 진화적 관계

• 수세미는 오이, 참외, 멜론과 유사한 형태를 가지지만, Luffa 속은 Cucumis 속과 비교적 먼 관계에 있다.
• 유전적 분석에 따르면, Luffa 속은 약 30MYA 이전에 Cucumis 속과 공통 조상에서 분화된 것으로 보인다.
• Luffa 속의 원시 조상은 아프리카 또는 남아시아에서 기원했을 가능성이 크며, 이후 열대 및 아열대 지역으로 확산됨.

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3. 이들 식물의 공통 조상은?

박과 식물의 공통 조상은 현재 멸종했지만, 유전자 비교 연구를 통해 다음과 같은 특징을 가졌을 것으로 추정된다.

1. 덩굴성 식물: 덩굴손을 이용하여 다른 식물을 감아 올라가며 성장.
2. 단성화: 꽃이 암꽃과 수꽃으로 분리되어 있음.
3. 작은 열매: 현대의 오이, 수박, 멜론처럼 크지 않고, 야생 참외나 야생 수박처럼 작은 열매를 맺음.
4. 열대/아열대 기후 적응: 높은 온도와 건조한 환경에서도 생존 가능.

박과 식물의 원시 조상은 약 5060MYA(백악기 말팔레오세 초반)에 존재했을 것으로 추정되며, 이후 Cucumis 속(오이, 참외, 멜론), Citrullus 속(수박), Luffa 속(수세미) 등의 분화가 이루어졌다.

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4. 결론

1. 오이, 수세미, 참외, 수박, 멜론은 모두 박과(Cucurbitaceae)에 속하며, 공통 조상을 가진다.
2. 오이, 참외, 멜론은 Cucumis 속, 수박은 Citrullus 속, 수세미는 Luffa 속으로 분류되며, 약 20~30MYA에 공통 조상에서 분리됨.
3. 이들의 공통 조상은 덩굴성 식물이며, 작고 단단한 열매를 가진 열대성 식물이었을 가능성이 큼.
4. 현재의 품종은 인간의 선별 교배 및 자연적 돌연변이를 통해 진화한 결과물이다.

즉, 이 다섯 작물은 궁극적으로 같은 조상에서 유래했지만, 속(genus) 수준에서 분화되어 각기 다른 진화 경로를 걸어왔다.