영하40도에도 자라는 북극버들이 있다는데요.

Question

북극에서 영하40도에서도 5센티미터 살수 있는 식물이 있다고 하는데 북극에서 영하의 날씨에 식물이 자랄수 있는 비결이 무엇인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

북극버들은 지면 밀착형 생장으로 풍속과 열손실을 최소화하고, 세포 내 당이나 항동결단백질 축적으로인해

얼음결정 형성을 억제해서 -40도에서도 조직손상을 피합니다.

또한 짧은 여름동안 고 광합성효율이나 빠른 개화로 생장을 완료하면서 눈 덮임이 제공하는 단열효과를 활용하는것이 관찰되기도 하였습니다.

감사합니다.

Answer 2

북극버들이 영하 40도의 극한 추위에서 살아남는 주요 비결은 세포 내부에 마치 부동액과 같은 역할을 하는 당분이나 알코올 같은 냉동 보호 물질을 합성하여 세포 내 수분이 얼음 결정으로 변해 조직이 파괴되는 것을 막는 것입니다. 더불어, 키가 5cm 정도로 매우 작아 겨울철 눈에 완전히 덮여 눈이 단열재처럼 작용하여 눈 아래의 온도를 바깥 기온보다 훨씬 높게 유지할 수 있으며, 짧은 여름 동안 생장과 번식을 빠르게 마치고 긴 겨울 동안 휴면 상태를 유지하는 전략을 사용합니다.

Answer 3

식물마다 다양한 생존 전력을 가지고 있습니다.

그 중에서도 가장 중요한 것은 형태적 적응으로, 식물들은 땅에 바짝 붙어 방석이나 덩어리 모양으로 성장하는데, 이러한 밀집형 성장은 지표면 근처에 외부 기온보다 따뜻한 미세 환경을 만들어 바람과 추위의 영향을 최소화할 수 있습니다.

또한, 생장점을 땅 표면 근처나 지하에 둬서 눈과 얼음의 단열 효과를 이용하고 강풍으로부터 생장점이 얼지 도록 보호하는 방향으로 진화했습니다.

게다가 세포 내에 동결 방지제 역할을 하는 물질을 축적하는데, 이 물질들은 설탕이나 부동 단백질 등으로, 세포의 어는점을 낮추고 얼음 결정이 형성되는 것을 막습니다. 이를 통해 세포 내부의 수분이 얼어 조직이 파괴되는 것을 방지하여 내한성을 가지는 것이죠.

부가적으로는 북극의 짧은 여름을 최대한 활용하기 위해 매우 빠른 속도로 광합성과 성장을 하고 상황에 따라서는 씨앗이 아니라 무성생식을 통해 번식하여 에너지를 절약하기도 합니다.