식물계(2-1)

◎ 식물계

식물과 동물의 가장 큰 차이점은 바로 광합성을 하느냐 못하느냐는 것입니다. 식물은 엽록소 a, b와 카로틴, 크산토필을 가지고 광합성을 합니다. 빛을 이용해서 포도당과 같은 유기물을 합성하는 과정이 바로 광합성입니다.

식물은 동물처럼 먹이를 찾아 돌아다닐 수 없기 때문에 외부에서 광합성에 필요한 물질들을 흡수하고 조절할 수 있는 구조가 매우 발달되어 있습니다. 뿌리와 줄기, 잎이 바로 이런 구조에 속합니다. 이와 함께 세포벽도 중요한 구조 중 하나입니다. 세포벽은 탄수화물의 일종인 셀룰로오스로 되어 있고, 식물체가 외부로부터 과도하게 많은 물을 흡수하더라도 세포가 터지지 않도록 단단하게 세포막 밖을 감싸고 있습니다. 식물의 잎 표면은 매우 반짝반짝한데 이것은 잎을 덮고 있는 큐티클 때문입니다. 식물은 이동이 불가능하기 때문에 물이 없어도 물을 찾아갈 수가 없습니다. 따라서 일단 물을 흡수하면 최대한 밖으로 빠져나가지 않도록 해야 합니다. 큐티클은 잎의 표면을 덮고 있으면서 수분이 빠져 나가는 것을 막아주는 역할을 합니다.

조류도 광합성을 한다는 면에서 식물과 매우 비슷한 특성을 가지고 있습니다. 하지만 식물과 조류는 분명히 다른 생물입니다. 일단 식물은 대부분 육상 생활을 하지만 조류는 거의 대부분 물속 생활을 합니다. 즉, 육상 식물의 경우 토양과 공기라는 두 가지 환경에 적응된 형태이고 조류는 물이라는 환경에만 적응된 것입니다. 식물은 육상으로 올라오면서 양분이나 생활공간을 독점할 수 있었고, 이용할 수 있는 이산화탄소의 양이 늘어났으며 물 속보다 훨씬 많은 양의 빛을 이용할 수 있게 되었습니다.

여기까지는 모든 식물들이 공통적으로 가지고 있는 특징입니다. 그렇다면 식물을 분류할 수 있는 특징에는 어떤 것들이 있을까요? 실제로 관다발의 유무, 생식 방법의 차이 등으로 식물을 분류할 수 있습니다. 뿌리, 줄기, 잎이 분화되어 있는 경엽식물, 확실히 분화되지 않은 엽상 식물, 꽃이 피는 종자식물, 피지 않는 민꽃식물 등으로 분류합니다. 여기서는 선태식물(관다발이 발달되어 있지 않음.), 양치식물(관다발은 발달되어 있으나 포자로 번식함.), 종자식물(관다발도 발달되어 있고, 종자(씨)로 번식함. 속씨식물과 겉씨식물로 나뉨.)로 분류해 보겠습니다.

 

▶ 선태식물

선태식물은 쉽게 말해서 이끼류를 말합니다. 선류(솔이끼)와 태류(우산이끼)를 합하여 선태식물이라고 부릅니다. 이끼류들은 습기가 많고 그늘진 곳에서 살아갑니다. 즉, 선태식물은 물 속에서 육상 식물로 옮겨 가는 중간 단계의 생물입니다.

관다발은 발달되어 있지 않고, 뿌리·줄기·잎 등의 확실한 구분이 없습니다. 다시 말해 조직의 분화가 이루어지지 않았다고 할 수 있습니다. 하지만 선태식물에게도 뿌리가 있습니다. 그러나 흡수 역할보다는 몸을 고정하는 지지 역할이 크기 때문에 헛뿌리라고 합니다. 잎의 표면은 수분 증발을 방지하는 큐티클로 덮여 있으며, 그늘진 곳에 살긴 하지만 엽록소 a, b를 가지고 광합성도 합니다.

선태식물의 또 하나의 특징은 암수딴그루(자웅 이체)라는 점입니다. 암컷 이끼와 수컷 이끼가 별도로 존재하며 그 형태도 조금씩 다릅니다. 또 종자를 이용하지 않고 포자와 배우체를 이용하여 세대 교번을 통해 번식합니다.

위의 그림은 솔이끼의 생활사를 나타낸 그림입니다. 윗부분 가운데에 있는 배우체(n)는 체세포 분열에 의해 수 그루는 정자를, 암그루는 난자를 만듭니다. 정자는 편모를 가지고 있어서 물을 통해 헤엄쳐 난자에 도착하면 수정이 이루어지게 됩니다. 반수체 상태였던 정자와 난자가 결합하면 이배체인 접합자(2n)가 만들어지고, 접합자가 체세포 분열을 계속하여 포자체(2n)를 형성합니다. 포자체의 포자낭에서는 감수 분열을 통해 포자(n)를 만들고 포자가 체세포 분열을 통해 다시 배우체를 만들게 됩니다. 선태식물은 배우체가 포자체보다 발달되었기 때문에 흔히 우리의 눈에 관찰되는 부분은 바로 배우체입니다.

선태식물의 두 종류 중 선류는 겉으로 보면 다른 식물들처럼 뿌리, 줄기, 잎이 있는 것처럼 보입니다. 하지만 뿌리는 역시 흡수 기능이 거의 없는 헛뿌리이며 관다발도 발달되어 있지 않습니다. 그늘지고 축축한 곳에서 있는 우산이끼는 바로 태류입니다. 우산이끼는 줄기와 잎의 구분이 거의 없고 엽상체라는 구조가 땅을 덮고 있습니다. 이 엽상체가 줄기이자 잎이 되는 것입니다. 엽상체의 밑에는 땅에 고착하기 위한 헛뿌리가 나 있습니다. 우산이끼의 암그루는 찢어진 우산 모양을 하고 있으며, 수 그루는 뒤집어진 우산 모양을 하고 있습니다.