학문
바나나를좋아하는원숭이
다육식물이 일반적인 식물과 달리 과습에 취약한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 다육식물은 주로 사막이나 건조 지역에서 살아남기 위해 수분 증발을 줄이고 저장 능력을 높였다고 알려져 있는데 왜 잎이나 줄기에 많은 물을 저장하는 형태로 진화했나요? 또한 일반적인 식물과 달리 과습에 취약한 이유는 무엇인가요?
4개의 답변이 있어요!
다육식물이 본래 서식하는 지역이 비가 거의 오지 않지만 한번 올 때는 왕창 오는 건조지역이기 때문입니다.
사실 사막은 지하수가 없어 깊은 뿌리가 무용지물이라, 지표면 근처에서 얕고 넓은 뿌리로 내린 비를 빠르게 흡수하는 형태로 진화했습니다. 이렇게 흡수한 물은 온도가 낮은 지상부의 잎과 줄기를 스펀지처럼 변형해 저장합니다.
반면 이처럼 건조함에 올인한 구조 때문에 다육식물은 수분이 넘치는 상황에 대처하는 능력이 없습니다. 일반 식물과 달리 낮에는 수분 손실을 막으려 기공을 꽉 닫아두기 때문에 과도한 수분을 밖으로 배출하지 못하는 것이죠.
결국 흙에 물이 계속 고여 있으면 세포가 한계치까지 물을 빨아들이다가 버티지 못하고 터져버리고 또한 흙 속에 산소가 차단되면서 건조한 환경에 맞춰진 뿌리가 순식간에 질식해 세포가 죽게 됩니다.
게다가 상처 입은 뿌리와 수분이 가득한 몸통은 곰팡이와 박테리아가 번식하기 가장 좋은 조건이 됩니다. 이로 인해 균이 침투하면 식물 전체가 순식간에 젤리처럼 녹아내리는 무름병이 발생하는 것이죠.
결국 과습은 다육식물이 진화 과정에서 겪어보지 못한 환경이기에 치명적인 약점이 된 것입니다.
안녕하세요, 원숭이님. 이중철 전문가입니다.
다육식물이 '잎과 줄기에 물을 많이 저장하는 형태로 진화'했고, 그 결과 일반적인 식물보다 과습에 더 약한 이유는, 결국 건조한 환경에서 살아남기 위한 '특화된 구조'와 '물질대사' 때문에 그렇습니다.
1. 왜 잎과 줄기에 물을 많이 저장하게 되었을까요?
건조한 지역(사막, 고산, 건조 초원 등)은 물이 매우 적고, 비가 올 때가 매우 드물지만, 한 번 오면 어느 정도 강수량이 생기는 경우가 많습니다.
이러한 환경에서 살아남으려면, 한 번 비가 오면 최대한 많은 물을 빨아들여 저장해야 합니다. 또한, 저장한 물을 아주 오래 써야 오랜 가뭄을 견딜 수 있겠지요?
그래서 다육식물은 진화 과정에서 줄기, 잎, 뿌리에 '저수 조직' 이라는 물 비축용 두꺼운 세포층을 만들었고, 잎의 표면적을 줄이고, 기공(공기, 수증기가 드나드는 구멍)을 줄이고, 큐티클(왁스 코팅)을 두껍게 하여 수분 증발을 최소화하도록 특화되었습니다.
결과적으로 '몸이 통통하게 물을 담고 있는 형태'가 유리해서, 이런 모습이 살아남은 것이랍니다.
2. 다육식물은 어떻게 물을 절약할까요?
일반적인 식물은 낮에 기공을 열고 광합성을 하다 보니, 그때 수분도 같이 증발하게 됩니다.
하지만, 다육식물은 보통 'CAM 광합성(Crassulacean Acid Metabolism)'이라는 형태를 사용한답니다.
밤에 기공을 열어서 이산화탄소를 빨아들여 별도의 형태로 저장하고, 낮에는 기공을 닫고, 저장해 둔 이산화탄소를 광합성에 씁니다.
그래서 낮에 기공이 거의 닫혀 있어 일반적인 식물과 달리 건조한 환경에서 수분 손실이 훨씬 적어집니다. 이 때문에 물이 적은 환경에 적응한 적합한 대사 방식이라고 말합니다.
3. 그러면, 왜 일반 식물보다 과습에 취약할까요?
여기서의 핵심은 '건조한 환경에 너무 잘 맞춰져 있기 때문에, 습한 환경과 과습에 대해서는 대응 능력이 약하다'라는 점입니다.
다육식물이 과습에 약한 이유는 크게 아래와 같이 세 가지로 정리할 수 있는데요.
1) 뿌리 구조와 배수 여건
다육식물은 보통 비 내린 뒤 흙이 빨리 마르는 사막·건조 토양에서 살아남는 종입니다. 그래서 흙이 항상 젖어 있는 상태를 잘 견디지 못하지요. 뿌리는 천근(얕은 뿌리) 또는 비대한 저수 뿌리 등의 형태인데요. '한 번 비 올 때 빨리 물을 빨아들여 저장'하는 데에는 매우 효율적입니다.
하지만 흙이 계속 젖어 있으면 산소가 부족해지고, 뿌리가 썩기 쉬운 단점도 있어요.
2) 물을 저장하는 세포 구조
다육식물의 잎과 줄기 세포는 저장용 부피가 큰 세포로 구성되어 있는데요. 이 세포들은 건조하면 '물이 있을 때 빨리 채워서 버티는 구조'이기 때문에 어떤 상황이든 물을 계속 빨아들이는 '스펀지처럼 설계된 것'은 아닙니다.
따라서, 과습 시 뿌리가 썩으면 물과 영양분을 흡수하는 능력이 떨어지면서 위로 오르는 물과 영양이 부족해지고, 결국 몸이 물러서 무너지는 것처럼 보이는 과습 증상이 나타나는 것이지요.
3) 물을 줄이는 습관에 최적화된 구조
다육식물은 건기 동안 '물이 거의 없어도 버티는 전략'을 가지고 있습니다. 그래서 '일반 관엽식물'처럼 우리가 자주 물을 주게 되면, 흙이 장시간 젖어 있는 시간이 늘어나고 뿌리 호흡이 막혀서 썩기 시작하게 됩니다.
즉 쉽게 말해서
다육식물을 '건조한 환경용 특수 식물'이라고 보면 되고,
일반 식물은 '보통의 토양과 보통의 습기에서 살아가는 표준 식물'이라고 보면 됩니다.
따라서,
다육식물은 사막이나 건조지에 적합하도록 ‘물을 잘 저장하고 증발에 최소화 된 방향'으로 진화한 덕분에 습한 환경, 잦은 물, 흙이 잘 안 마르는 플라스틱 화분, 배수가 안 되는 흙 등에서 과습에 굉장히 취약하다는 특징을 기억하신다면, 반려식물로 다육식물을 기르게 되실 때에, 건강하게 기르기 쉬우실 거에요.
안녕하세요. 김민구 전문가입니다.
다육식물은 원래 비가 매우 적고 건조한 지역에서 살아남기 위해 특별하게 진화한 식물이에요. 사막이나 바위 지대처럼 물을 자주 얻기 어려운 환경에서는 흡수한 물을 오랫동안 저장하는 능력이 매우 중요했어요. 그래서 다육식물은 잎이나 줄기 안에 물을 저장하는 방향으로 진화하게 된 거예요.
다육식물의 잎과 줄기가 통통하고 두꺼운 이유도 내부에 수분 저장 조직이 발달했기 때문이에요. 비가 잠깐 왔을 때 많은 물을 저장해 두고, 이후 오랜 건조 기간 동안 조금씩 사용하면서 살아가는 방식이에요.
또 다육식물은 수분 증발을 줄이기 위한 특징도 가지고 있어요. 잎 표면에 왁스층이 두껍게 발달해 있거나, 잎 면적을 줄이고, 낮보다 밤에 기공을 열어 수분 손실을 줄이는 식물들도 많아요.
하지만 이런 특징 때문에 오히려 과습에는 매우 약해졌어요. 다육식물은 원래 물이 빨리 빠지는 건조한 토양 환경에 적응해 있기 때문에 흙이 계속 젖어 있는 상태를 잘 견디지 못해요.
특히 과습이 위험한 가장 큰 이유는 뿌리 호흡 때문이에요. 식물 뿌리도 살아 있는 조직이라 산소가 필요한데, 흙이 오랫동안 젖어 있으면 흙 사이 공간이 물로 가득 차면서 공기가 부족해져요. 그러면 뿌리가 산소 부족 상태가 되어 쉽게 약해지고 썩기 시작해요.
또 다육식물은 이미 몸 안에 많은 물을 저장하고 있기 때문에 외부에서 물이 계속 공급되면 조직이 무르거나 세포가 손상되기 쉬워요. 그래서 과습 상태가 되면 잎이 물러지거나 투명해지면서 썩는 현상이 잘 나타나요.
결국 다육식물은 물을 많이 필요로 하는 식물이 아니라, 적은 물 환경에서 저장한 수분으로 오래 버티도록 진화한 식물이에요. 그래서 건조에는 강하지만 계속 축축한 환경에는 매우 약한 특징을 가지게 된 거랍니다.
감사합니다.
안녕하세요.
다육식물은 잎이나 줄기에 많은 물을 저장하는 형태로 진화했는데요, 이는 강수량이 적고 가뭄이 긴 환경에서 살아남기 위해서입니다. 사막이나 건조 지대에서는 비가 자주 오지 않기 때문에, 비가 내렸을 때 최대한 많은 수분을 조직 내부에 저장해 두고 오랫동안 사용하는 전략이 유리했습니다. 그래서 다육식물은 잎이나 줄기가 두껍고 수분 저장 조직이 발달했으며, 표면의 왁스층을 두껍게 만들어 증산 작용을 줄이는 방향으로 진화했는데요, 일부는 낮 동안 기공을 닫고 밤에 열어 이산화탄소를 흡수하는 CAM 광합성을 사용해 물 손실을 최소화합니다.
반대로 이런 적응 때문에 다육식물은 과습에 취약한데요, 원래 건조한 토양에 맞춰 진화했기 때문에 뿌리가 지속적으로 젖어 있는 환경을 견디도록 발달하지 않았습니다. 흙 속 산소가 부족해지면 뿌리 호흡이 어려워지고, 뿌리 조직이 약해져 부패균이나 곰팡이가 번식하기 쉬워집니다. 특히 다육식물은 저장한 수분으로 오래 버틸 수 있도록 설계되어 있어 일반 식물처럼 계속 많은 물을 흡수할 필요가 없는데, 물이 지나치게 많으면 내부 수분 균형이 무너지고 뿌리썩음이 발생할 가능성이 커집니다.
또한 다육식물의 뿌리는 짧은 시간 내 내린 비를 빠르게 흡수한 뒤 다시 건조해지는 환경에 적응한 경우가 많은데요, 따라서 배수가 잘 안 되는 화분이나 자주 물을 주는 환경에서는 오히려 생존에 불리합니다. 감사합니다.