학문
바나나를좋아하는원숭이
꽃의 종류에 따라서 개화 시기가 달라지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 꽃마다 서로 다른 시기에 개화를 할 수 있는 생물학적인 메커니즘은 무엇인가요? 분명히 봄이 되면 온도가 올라가는 것은 동일한 조건인데 이에 따라서 꽃마다 저마다 다른 개화시기를 갖는 것이 참 궁금합니다.
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
말씀해주신 것처럼 꽃은 저마다 서로 다른 개화 시기를 갖습니다. 이는 온도 누적, 낮 길이, 겨울 추위 경험, 내부 호르몬, 유전자 조절, 번식 전략이 종에 따라서 다르기 때문입니다. 이때 가장 중요한 요인은 온도에 대한 민감도 차이인데요, 어떤 식물은 겨울이 끝난 뒤 기온이 조금만 올라가도 바로 꽃눈이 성장합니다. 대표적으로 매화나 산수유처럼 이른 봄에 피는 식물들은 낮은 온도 상승에도 반응하도록 진화했습니다. 반면 일정 기간 충분히 따뜻한 날씨가 지속되어야 개화를 시작하는 종도 있습니다. 이때 낮의 길이인 광주기 역시 중요한 요인인데요, 식물은 잎에서 낮과 밤의 길이를 감지합니다. 따라서 봄이 되어도 모든 식물이 같은 날짜에 피지 않는 이유는, 어떤 종은 낮이 일정 길이 이상 길어져야 꽃을 피우고, 어떤 종은 밤 길이가 짧아져야 반응하며, 또 어떤 종은 낮 길이 영향을 거의 받지 않기 때문입니다.
많은 식물은 춘화 작용도 필요로 하는데요, 이는 일정 기간 겨울 추위를 경험해야 꽃을 피울 준비가 완료되는 현상입니다. 식물마다 얼마나 오래 추위를 겪어야 하는지의 기준이 다르기 때문에, 이 차이가 개화 시기를 나눕니다. 또한 생물학적으로는 이러한 환경 신호가 식물 내부의 유전자 회로로 전달되는데요, 잎과 생장점에서는 개화를 촉진하거나 억제하는 단백질과 호르몬이 조절됩니다. 일정 조건이 충족되면 개화 유전자가 활성화되어 줄기 끝 생장점이 잎을 만드는 조직에서 꽃을 만드는 조직으로 전환되며, 종마다 이 유전자 조절 방식이 다르므로 동일한 봄날씨에도 반응 속도가 달라집니다. 감사합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 박재민 수의사입니다.
꽃마다 개화 시기가 다른 이유는 식물이 꽃을 피울 때 보는 기준이 서로 다르기 때문입니다
겉으로는 같은 봄처럼 보여도 식물은 기온 낮 길이 햇빛의 세기 겨울을 얼마나 오래 지났는지 몸속 호르몬 상태를 각각 따로 읽고 있습니다
어떤 식물은 일정 기간 추위를 겪어야 꽃이 피고 어떤 식물은 낮이 길어져야 하며 또 어떤 식물은 기온이 어느 수준 이상으로 올라가야 개화를 시작합니다즉 봄이 왔다고 모든 식물이 같은 신호를 받는 것이 아니라 자기 종에 맞는 조건이 채워졌을 때만 꽃눈이 자라기 시작하는 것입니다
이런 차이는 같은 시기에 한꺼번에 피었다가 모두 냉해를 입거나 같은 곤충을 두고 경쟁하는 일을 줄여 주는 데도 도움이 됩니다쉽게 말하면 꽃마다 몸속에 달력이 조금씩 다르게 들어 있어서 같은 봄에도 피는 날짜가 달라지는 것입니다
꽃의 개화 시기가 종류마다 다른 이유는 각 식물이 온도와 낮의 길이를 감지하여 개화 유전자를 활성화하는 임계치가 서로 다르기 때문입니다. 식물은 피토크롬과 같은 광수용체 단백질을 통해 빛의 파장과 지속 시간을 측정하며, 일정 시간 이상의 저온 상태를 거쳐야 꽃을 피우는 춘화 현상을 통해 추운 겨울이 지났음을 확인하기도 합니다. 동일한 봄이라 하더라도 식물마다 대사 작용을 시작하는 적정 온도가 다르게 설정되어 있어, 누적된 유효 온도가 특정 수치에 도달할 때 비로소 개화 유도 호르몬인 플로리겐이 생성되어 꽃눈을 형성하게 됩니다. 이러한 메커니즘은 매개 곤충의 활동 시기와 맞추거나 종내 경쟁을 피하기 위한 진화적 선택의 결과로 볼 수 있습니다.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
꽃의 개화 시기는 광주기성과 춘화 등 신호를 유전자가 다르게 해성해서, 온도/일장조건에 대한 반응 음계값이 종마다 다르기 때문입니다. 예를들어 봄꽃은 저온을 일정기간 겪어야 개화가 유도되지만, 여름꽃은 긴 낮 길이에 반응하는 등 서로 다른 환경 신호 조합으로 시기가 나눠집니다.
꽃이 종류마다 다른 시기에 피는 이유는 최대한 경쟁을 피해 종을 번식시키려는 생존 전략 때문입니다.
많은 식물이 잎 속의 단백질로 낮과 밤의 길이(광주기성)를 감지하여, 봄의 긴 낮이나 가을의 긴 밤에 맞춰 꽃을 피웁니다. 또한, 겨울의 추위를 견딘 후 일정 수준 이상의 누적 온도가 채워져야 개화하는 '춘화 현상'도 중요한 요인입니다.
그리고 무엇보다 각 식물마다 벌과 나비 같은 수분 매개자가 활동하는 시기에 맞추고, 다른 식물과의 경쟁을 피하기 위해 각자 최적의 타이밍을 선택하도록 진화했습니다.
즉, 빛이나 온도, 유전적 요인이 결합하여 식물마다 다른 수분 매개자가 활동하는 시기에 맞춰 경쟁을 줄이는 방식의 개화 시계를 만드는 것입니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
식물의 개화 시기는 온도 뿐 아니라 일장, 저온 요구량,
내부 호르몬 신호 등에 의해 종마다 다르게 조절됩니다.
예를들어 일부는 일정 저온 후 개화, 일부는 낮 길이에 반응해
개화하므로 같은 봄 조건에서도 유전자 기반 감응차이로 시기가 달라집니다.
감사합니다.