식물계(2-2)

◎ 식물계

▶ 양치식물

식물계의 두 번째 분류군인 양치식물은 씨를 만들지 않는 식물 중에서 가장 발달된 식물입니다. 고사리, 고비, 쇠뜨기 등이 여기에 속합니다. 양치식물은 뿌리, 줄기, 잎의 구별은 두렷하고 체관과 헛물관으로 된 관다발도 가지고 있습니다. 선태식물보다는 조금 발전된 형태라고 볼 수 있습니다. 하지만 선태식물과 마찬가지로 포자와 배우체를 이용한 세대 교번으로 번식합니다.

위 그림은 양치식물의 세대 교번에 대해서 알 수 있는 고사리의 생활사입니다. 그림에서 보이는 배우체(전엽체(양치식물의 유성 세대를 대표하는 배우체))는 크기가 약 0.5mm 정도이며 심장과 비슷한 하트모양을 하고 있습니다. 여기에서 정자와 난자가 나오고 편모를 가진 정자가 난자에게 해엄쳐 와서 수정이 이루어지면 접합자가 생기는 것입니다. 접합자에서 어린 고사리가 나오는데, 식용으로 이용하는 부분입니다. 어린 고사리가 자라면 잎 뒷면의 포자낭에서 포자가 나옵니다. 이 포자가 당에 떨어져서 발아하면 배우체가 형성되는 것입니다.

선태식물이 배우체가 발달한 식물이라면 양치식물은 포자체가 발달한 식물입니다. 포자체로 보내는 시간이 훨씬 길다는 뜻입니다. 그래서 우리의 눈에 띄는 고사리는 대부분 무성 세대인 포자체입니다.

 

▶ 종자식물

현재 지구상에 존재하는 식물의 약 90%는 종자식물에 속합니다. 눈에 띄는 거의 대부분의 식물은 씨를 만들어서 번식한다고 생각하면 됩니다. 씨를 만든다는 것은 꽃을 피운다는 것과 같은 말입니다. 꽃에 있는 수술의 화분(꽃가루)과 암술의 밑씨가 만나서 수정이 일어나면 종자가 만들어지는 것입니다. 종자식물의 수정은 선태식물이나 양치식물의 수정과 달리 물의 도움 없이 이루어집니다. 물론 일부 종자식물은 물을 이용하기도 하지만 대부분은 바람이나 다른 생물들의 도움으로 꽃가루가 옮겨집니다.

종자식물은 뿌리, 줄기, 잎의 구별이 매우 뚜렷하고 관다발이 발달되어 있습니다. 관다발을 통해 물과 양분을 높은 곳까지 공급해 줄 수 있기 때문에 관다발이 없었다면 높이 자랄 수 없습니다. 또 종자식물의 씨는 딱딱한 껍질로 둘러싸여 있어서 수분의 손실을 최소화할 수 있습니다. 물이 적은 육상에서 살아남기 위한 구조라고 볼 수 있습니다.

씨를 만드는 식물들은 또 다시 씨방이 있느냐 없느냐에 따라 속씨식물과 겉씨식물로 나뉩니다. 겉씨식물은 중생대에 번성했던 목본 식물로 은행나무, 소나무, 소철 등이 속합니다. 씨방이 없어서 밑씨가 그대로 드러나 있으며 한 그루에 암꽃, 수꽃이 있는 겉씨식물과 서로 다른 그루에 암꽃과 수꽃이 따로 피는 겉씨식물이 있습니다. 같은 겉씨식물 중에서도 소나무는 하나의 나무에 암꽃과 수꽃이 피지만 은행나무와 소철은 암그루와 수그루가 구별되어 있습니다. 즉, 나무에도 암컷과 수컷이 있다는 것입니다. 속씨식물은 중복 수정을 통해 배와 배젖을 만듭니다. 하지만 겉씨식물은 중복 수정이 이루어지지 않습니다. 즉, 정핵과 난세포가 한 번만 수정하여 배를 만듭니다. 그럼 배젖은 어떻게 만들까요? 배젖이란 씨가 발아하는데 필요한 양분을 저장하고 있는 부분입니다. 그런데 겉씨식물은 수정이 일어나기 전에 이미 배젖이 발달하여 양분을 저장합니다.

또 겉씨식물은 대부분 부피가 큰 나무들이 매우 많습니다. 이것은 관다발의 형성층이 발달해 있기 때문입니다. 형성층은 부피 생장에 매우 중요한 역할을 하는 부분입니다. 이렇게 크기 자란 나무들은 대부분 목재와 종이를 만드는 데 많이 이용됩니다.

전체 식물 중 90%가 종자식물이라면, 종자식물의 대부분은 속씨식물입니다. 씨가 속에 들어 있다는 뜻입니다. 씨는 씨가 사는 방(씨방)에 앉아 있습니다. 암술 머리에 떨어진 꽃가루가 씨방 속의 밑씨까지 도달해야 수정이 이루어질 수 있습니다.

속씨식물의 꽃은 암술, 수술, 꽃임, 꽃받침 등으로 이루어져 있고 중복 수정을 합니다. 화분은 암술의 머리에서 발아하여 화분관을 만듭니다. 이 화분관을 타고 두 개의 정핵이 씨방으로 내려가는데 하나는 난세포와 수정이 되어 배(2n)를 만들고, 다른 하나는 2개의 극핵과 수정이 되어 배젖(3n)을 만듭니다. 이렇게 두 번 연속으로 수정이 일어난다고 해서 중복 수정이라고 합니다.

속씨 식물의 관다발은 물관과 체관이 매우 발달되어 있습니다. 물관은 물과 무기 양분의 이동 통로이고 체관은 잎에서 광합성을 통해 만든 유기 양분의 이동 통로입니다. 체관에는 특수하게 발달된 반세포가 있어서 양분의 이동을 도와 줍니다.