식물의 구조와 생장에 대해 개략적으로 살펴보겠습니다.
식물은 광합성을 하는 독립된 영양생물입니다. 광합성체들은 토양의 수분과 대기 중에 존재하는 이산화탄소와 햇빛을 필요로 합니다. 게다가 많은 식물들은 오로지 토양에만 존재하는 영양소를 필요로 하고, 식물의 슈트계는 땅 속에 뻗어 있는 지지대를 필요로 합니다.
이러한 과제들에 대한 진화 반응의 결과로 식물체는 다르지만 밀접한 연관이 있는 2개의 구성체계를 만들어냅니다. 즉, 대기 중에 뻗어 광합성을 가능케하는 슈트게와 토양 속으로 뻗어 있는 뿌리계가 그 것입니다. 각 시스템은 다양한 기관으로 구성되어 있는데 이 기관들은 두 종류 이상의 조직으로 되어 있으며 명확한 형태의 기능을 가집니다. 식물의 기관은 잎, 줄기, 뿌리 등으로 이루어져 있습니다. 조직이란 일련의 세포와 그들을 둘러싸는 물질들로 이루어져 있고, 특수한 기능을 합니다.
식물조직의 일반적인 특성
모든 식물 세포들은 그들이 어느 조직에 속하는지 상관없이 일반적인 특성을 가지고 있습니다. 새로운 세포들은 원형질체 주변에 1차 세포벽을 만드는 데, 이 원형질체는 세포질, 세포소기관, 원형질막을 통틀어 일컫는 식물학적인 용어입니다. 1차 세포벽에는 헤미셀루로스라는 다당류 기질 속에 함유되어 있는 포도당을 단위로 하는 불용성의 다당류인 섬유소가 포함되어 있습니다. 이런 구성성분으로 인해 소포벽은 단단하지만 탄력성을 띠게 됩니다. 또 다른 종류의 다당류인 펙틴은 1차 세포벽과 조직 내 이웃하는 세포들이 서로 결속 할 수 있게 하는 1차 세포벽 외부층인 중간 박막층에 풍부합니다.
목질화 현상
모든 식물체포는 동물세포와 마찬가지로 각 세포의 핵에 동일한 유전자들이 들어있습니다. 각 세포들이 성숙해 가고 분화되어 감에 따라 특유의 유전자들이 발현됩니다. 어떤 식물세포의 2차세포벽은 불용성 중합체인 목질소를 가지고 있습니다. 세포벽에 목질소를 축적하는 목질화 현상은 섬유소를 세포벽에 고착시켜 더욱 튼튼하게 만들어서 세포벽을 물리화학적 상해로부터 보호합니다. 물을 세포벽을 투과하거나 누그러뜨릴 수 없으므로 목질화는 세포벽을 둘러싸는 방수막의 역할을 합니다. 많은 과학자들은 특정세포가 생화학 반응을 발달시켰고 목질화를 가능케 하여 방수가 되는 물관을 만들어냄으로써 거대 관다발식물로의 진화가 가능하게 되었을 것으로 추정합나다.
식물만의 슈트계와 뿌리계의 기능
현화식물(속씨식물과 겉씨식물의 )의 슈트계는 보통 줄기, 잎, 눈, 꽃 등으로 말합니다. 잎과 싹에 붙어 있는 줄기는 영양(비생식)경엽부입니다. 눈은 생장하여 경엽부가 되거나 가지가 되기도 합니다. 생식 경엽부는 꽃을 만들어 씨를 품고 있는 열매로 발달하게 됩니다.
슈트계의 기능
슈트계는 광합성을 위한 구조로 고도로 적응이 되어 있습니다. 잎은 식물의 표면적을 극대화시켜 빛에 잘 노출될 수 있게 합니다. 줄기는 직립 생장을 위한 구조물로 잎들을 빛에 자라 노출시키고 꽃들을 꽃가루받이(수분)가 잘 되도록 적절한 곳에 배치될 수 있도록 합니다. 슈트계의 어떤 조직은 광합성으로 생산된 탄수화물을 저장하는 역할도 합니다.
뿌리계의 기능
뿌리계는 지하에서 생장합니다. 이것은 식물의 직립생장이 가능하도록 지지해주는 역할을 합니다. 뿌리조직은 물과 무기물을 토양으로부터 흡수하고 탄수화물을 저장합니다. 식물세포와 조직의 구조와 기능에 있어서의 적응은 경엽부와 뿌리부의 진화라고 해도 틀린 말이 아닙니다. 예를 들어 관다발조직은 식물 전체를 관통하여 물, 무기물 및 유기물을 운반하는 내부 물관으로 특수화되었습니다. . 뿌리털은 토양으로부터 물을 충분히 흡수하기 위해 특화된 표피세포입니다.
이상으로 식물의 구조와 생장에 대해 알아보았습니다. 다음에는 분열조직에 대해 알아보도록 하겠습니다.