식물은 어떻게 햇빛이 비치는 곳을 알게 되는 건가요?

Question

안녕하세요

그늘지고 햇빛이 비치지 않는 곳에 식물을 심게 되면 식물의 줄기가 햇빛이 비치는 곳으로 이동을 한다고 하는데요 어떻게 식물은 햇빛이 비치는 곳을 알고 줄기를 이동시키는 건가요>

Answer 1

안녕하세요.

식물이 햇빛이 비치는 방향을 알아내어 줄기를 그쪽으로 굽히는 현상을 굴광성이라고 하는데요 이는 식물이 빛을 감지하고 그에 따라 성장 방향을 조절하는 생리적 반응입니다.

식물 세포에는 포토트로핀이라는 청색광 수용체 단백질이 존재하는데요 이 단백질은 빛, 특히 파장이 짧은 청색광을 감지하면 구조가 변하면서 신호 전달 과정을 시작합니다. 이때 빛이 한쪽 방향에서만 들어오면, 식물의 줄기 끝부분인 생장점에서 빛을 받는 쪽과 받지 않는 쪽 사이에 생리적 차이가 발생합니다. 이 과정에서 중요한 역할을 하는 물질이 바로 식물 호르몬인 옥신인데요 옥신은 원래 줄기 끝에서 만들어져 아래쪽으로 이동하여서 세포의 신장을 촉진하는 역할을 합니다. 그런데 빛이 한쪽에서 들어오면 옥신이 빛을 받는 쪽보다 빛을 받지 않는 반대쪽으로 더 많이 이동하게 되며 그 결과, 빛을 받지 않는 쪽의 세포가 더 많이 길어지게 되고, 양쪽의 성장 속도 차이 때문에 줄기가 자연스럽게 빛이 있는 방향으로 휘어지게 되는 것입니다. 감사합니다.

Answer 2

식물은 줄기 끝에 분포한 광수용체인 포토트로핀이 빛의 방향을 감지하여 옥신이라는 성장 호르몬을 재배치함으로써 햇빛을 향해 굽어 자라는 굴광성 반응을 나타냅니다. 빛이 한쪽에서 비치면 포토트로핀이 활성화되면서 식물 줄기 내의 옥신 농도를 빛이 비치지 않는 어두운 쪽으로 이동시키며 이로 인해 빛의 반대편 세포들이 더 빠르게 신장하여 줄기가 태양 쪽으로 휘어지게 됩니다. 이러한 메커니즘은 식물이 광합성 효율을 극대화하기 위해 진화시킨 생존 전략으로 청색광 영역의 빛에 민감하게 반응하여 에너지원을 확보하는 물리적 이동 수단입니다.

Answer 3

식물의 식물의 성장 호르몬인 옥신 덕분입니다.

줄기 끝에서 생성되는 옥신은 빛을 피하는 성질이 있어, 햇빛이 비치면 그 반대편인 그늘진 곳으로 이동합니다.

그 결과 빛이 닿지 않는 쪽 줄기에 옥신이 집중되는데, 이 호르몬은 세포를 길게 늘려 성장을 촉진하고, 결과적으로 빛 쪽은 천천히 자라고 그늘진 쪽은 빠르게 자라면서 줄기가 빛이 있는 방향으로 서서히 휘어지게 되는 것입니다.

이를 굴광성이라 하는데, 결국 식물은 스스로 이동하는 것이 아니라, 빛이 비치는 곳과 비치지 않는 양쪽의 성장 속도를 다르게 조절하여 빛을 향해 몸을 트는 생존 전략을 취하는 셈입니다.