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생물·생명
Q. 식물의 뿌리털이 무기 양분 흡수에 중요한 이유는 무엇인가요?
말씀대로 식물의 뿌리털은 뿌리의 표면적을 극대화하여 무기 양분 흡수 효율을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.뿌리털은 토양과의 접촉 면적을 수백 배 이상 늘려주는데, 이 넓어진 표면을 통해 식물은 토양 속의 물과 함께 녹아있는 질소나 인, 칼륨 등 필수 무기 양분을 더 빠르고 많이 흡수할 수 있습니다.또한, 뿌리털은 토양 입자 사이를 파고들어가 뿌리와 흙의 밀착을 높여 흡수 효율을 더욱 높이는 역할을 합니다.만약 뿌리털이 없다면, 식물은 극히 제한된 표면적으로만 양분을 흡수해야 하기 때문에, 충분한 생장에 필요한 양분을 얻기 어려워집니다.결과적으로, 뿌리털은 식물이 생존하고 건강하게 자랄 수 있도록 돕는 핵심적인 구조인 샘입니다.
생물·생명
Q. 기공은 주로 잎의 뒷면에 많이 분포하는 이유가 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 수분 손실을 최소화하기 위함입니다.잎의 윗면은 태양의 직사광선을 직접적으로 받아 온도가 높아지기 쉽고, 바람에 노출되어 만일 기공이 이 곳에 위치한다면 증산 작용이 활발히 일어나게 되고 너무 많은 수분을 잃게 됩니다.반면에 잎의 아랫면은 상대적으로 햇빛이 덜 들고, 바람의 영향도 적어 증발량이 훨씬 적습니다. 기공을 아래쪽에 집중시킴으로써 식물은 이산화탄소를 효과적으로 흡수하면서도, 생존에 필수적인 수분을 아낄 수 있는 것이죠.결론적으로 식물이 건조한 환경에 적응하여 진화해 온 결과입니다.이러한 기공 배치는 식물이 광합성으로 양분을 생산하고 생명을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 하죠.
생물·생명
Q. 옥신은 줄기의 굴광성이 어떠한 영향을 미치나요?
먼저 식물의 굴광성은 식물 호르몬인 옥신이 빛에 의해 불균등하게 분포하면서 나타나는 현상입니다.옥신은 식물의 줄기 끝에서 생성되어 아래로 이동하며 세포의 성장을 촉진하게 되는데, 햇빛이 한쪽 방향에서 비추면, 옥신은 빛이 닿지 않는 줄기의 그늘진 부분으로 이동하여 집중되게 됩니다. 이로 인해 그늘진 부분의 세포들은 빛을 받는 부분의 세포들보다 옥신 농도가 높아져 더 빠르게, 더 길게 자라게 됩니다.결과적으로, 줄기는 세포 신장이 더 활발한 그늘진 쪽이 길어지면서 자연스럽게 빛이 비추는 방향으로 굽어지게 됩니다.
생물·생명
Q. 식물의 수송 경로 중 심플라스트 경로와 아포 플라스트 경로는 어떤 차이가 있나요?
가장 큰 차이는 물질이 이동하는 세포 구조물에 차이입니다.심플라스트 경로는 물과 용질이 살아있는 세포질을 통해 이동합니다.세포들이 원형질 연락사라는 통로로 연결되어 있어, 물질이 한 번만 세포막을 통과하면 이후에는 세포질에서 세포질로 직접 이동하게 되죠. 이 경로는 물질의 이동 속도가 느리지만, 세포막을 통해 물질을 선택적으로 조절할 수 있습니다.반면 아포플라스트 경로는 물과 용질이 죽은 세포벽과 세포 사이의 공간을 통해 이동합니다.이 경로는 세포막을 통과하지 않기 때문에 이동 속도가 매우 빠릅니다. 그러나 뿌리 내피의 카스파리대에 의해 차단되므로, 물과 용질은 심플라스트 경로로 전환되어야만 물관으로 들어갈 수 있습니다.다시 말해 심플라스트는 세포질을, 아포플라스트는 세포벽을 통해 이동하며, 이 두 경로는 물질의 선택적 흡수 과정에 중요한 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 외떡잎 식물의 씨앗에는 배젖이 있는 이유가 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 양분 저장 방식의 차이 때문입니다.쌍떡잎 식물은 배젖이 없거나 거의 없는 무배유 종자입니다.씨앗이 형성되는 과정에서 배젖에 저장된 양분을 두 개의 떡잎이 모두 흡수하여 그 안에 저장하기 때문입니다. 따라서 발아 시에는 떡잎 자체가 양분 공급원 역할을 합니다.반면 외떡잎 식물은 배젖이 발달해 있는 유배유 종자입니다.외떡잎 식물의 경우 배젖에 영양분을 그대로 남겨두고, 발아 시 하나의 떡잎이 배젖에 붙어 있는 흡수기관처럼 작용하는데, 떡잎은 배젖의 양분을 흡수하여 배로 전달하는 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 균근은 뿌리에게 어떠한 이점이 있나요?
무엇보다 영양소의 흡수를 도와줍니다.곰팡이의 균사체는 식물의 뿌리보다 훨씬 미세하고 넓게 퍼져 있어서, 더 넓은 영역에서 물이나 인산염, 질소와 같은 영양소를 효과적으로 흡수해 식물이 흡수할 수 있게 합니다. 특히, 토양에서 이동성이 낮은 인산염 흡수율을 크게 높여주는 게 가장 큰 장점입니다.또 일부 균근 곰팡이는 병원성 미생물의 침입을 막거나, 식물이 가뭄이나 중금속 오염과 같은 환경 스트레스에 더 잘 견딜 수 있도록 해주기도 합니다.
생물·생명
Q. 체관을 구성하는 체관요소는 세포 소기관을 갖지 않는 이유가 무엇인가요?
결론적으로 당분 수송 효율을 극대화하기 위해서입니다.체관요소는 식물의 잎에서 만들어진 당분을 뿌리나 열매 같은 다른 부위로 이동시키는 역할을 합니다.이 역할을 효율적으로 수행하기 위해, 체관요소는 세포 소기관인 핵, 액포, 리보솜, 미토콘드리아 등을 퇴화시켰습니다. 이로 인해 세포 내부가 비어 넓은 통로가 만들어져 당분이 더 빠르게 이동할 수 있게 되었죠.하지만 스스로 생존할 수 없기 때문에, 체관요소는 옆에 위치한 반세포의 도움을 받습니다. 반세포는 정상적인 세포 소기관을 모두 가지고 있어 체관요소에 필요한 에너지와 단백질을 공급하고, 당분을 체관요소 안으로 적극적으로 운반하는 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 식물에서 물 이동의 원동력이라 할 수 있는 증산 작용이란 무엇인가요?
증산 작용이란 식물의 잎이나 줄기, 꽃 등에서 물이 기공을 통해 수증기 형태로 공기 중으로 빠져나가는 현상을 말합니다.말씀하신 것처럼 증산 작용은 식물이 뿌리에서 흡수한 물을 잎까지 끌어올리는 주요 원동력이 됩니다. 또한 사람이 땀을 흘려 체온을 조절하듯, 식물이 증발열을 이용해 체온을 낮추는 역할도 합니다.또한 증산 작용이 활발해지면 식물은 더 많은 물과 무기 양분을 뿌리에서 흡수할 수 있게 되어 생장에 도움이 됩니다.그렇다 보니 특히 햇빛이 강하고, 온도가 높으며, 바람이 잘 부는 건조한 날씨에는 증산 작용이 더욱 활발해지고, 반대로 습도가 높고 바람이 없는 날에는 증산 작용이 잘 일어나지 않게 됩니다.결과적으로 증산 작용은 식물의 수분 이동은 물론 체온 조절에도 중요한 역할을 하는 생리 현상입니다.
생물·생명
Q. 제주도의 노루와 한반도의 노루는 같은 종인가요?
결론부터 말씀드리면, 제주도의 노루와 한반도의 노루는 같은 종(Species)으로는 분류되지만, 유전적으로는 차이가 있어 별도의 아종(Subspecies)으로 구분하고 있습니다.좀 더 자세히 말씀드리면 분류학적으로는 노루라는 같은 종으로 분류되지만, 빙하기 이후 해수면 상승으로 제주도가 육지와 분리되면서 유전적 교류가 끊겼습니다. 그 결과 오랜 시간 동안 제주도의 환경에 독자적으로 적응하며 진화하여 유전적으로 차이가 발생한 것이죠.그래서 학계에서는 제주 노루를 '제주노루(Capreolus pygargus pygargus)'라는 별도 아종으로 구분합니다. 외형적으로도 한반도 내륙의 노루보다 몸집이 작고 털 색깔 등에서 약간의 차이를 보입니다.따라서 같은 종의 사촌 격이라 할 수 있지만, 지리적 고립으로 인해 다른 특성을 가진 별개의 집단이라고 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 멸종위기종에 속하는 고라니가 한반도에는 많은 이유는 무엇인가요?
무엇보다 가장 큰 이유는 천적이 없고, 서식 환경아좋아 번식력이 높기 때문입니다.특히 과거 한반도의 최상위 포식자였던 호랑이나 표범, 늑대 등이 사라지면서 고라니를 포식할 수 있는 자연 포식자가 거의 없어졌습니다. 이로 인해 고라니의 개체수가 급격하게 증가한 이유가 되었죠.고라니는 산지 환경을 선호하는데, 우리나라의 상당 부분이 고라니의 서식에는 매우 좋은 환경이고 특히 비무장지대는 사람의 출입이 제한되어 고라니의 주요 서식지 역할을 하고 있습니다.더욱이 고라니는 사슴과 동물 중에서도 번식력이 매우 뛰어난 편인데, 한 번에 2~6마리의 새끼를 낳을 수 있어 먼저 말씀드린 포식자가 없는 상황에서 개체 수가 빠르게 증가할 수 있는 이유가 되는 것입니다.