글로벌 세계 대백과사전/생물II·식물·관찰/식물의 생리와 발생/식물의 생장/식물의 운동

모든 식물은 운동 능력이 있다. 조류, 균류, 또는 미생물들은 개체가 운동의 단위이며, 고등 식물의 경우에는 운동의 범위가 기관이나 개체의 일부로 제한되어 있다. 식물이 나타내는 운동에는 생장 운동과 팽압 운동이 있다

식물의 생장 운동

식물의 생장 운동에는 자극의 방향과 관련되어 일어나는 '굴성 운동'과 자극의 방향과는 관계없이 자극의 세기에 영향을 받아 일어나는 '감성 운동'이 있다.

굴성 운동에는 굴광성·굴지성·굴수성·굴화성·굴촉성 등이 있으며, 감성 운동에는 감광성·감열성 등이 있다.

굴광성

屈光性

식물의 줄기나 뿌리 등의 기관이 자극에 대해서 일정한 방향으로 굽는 성질을 (굴성)이라고 한다. 특히 화분을 창가에 놓아두고 며칠 지나면 식물체의 줄기가 창 밖을 향해 굽어 있는 것을 볼 수 있다. 이와 같이 빛의 자극이 식물의 생장에 미치는 효과를 '굴광성'이라 하는데, 이 때 빛이 오는 방향으로 굽는 성질을 '양굴광성', 뿌리처럼 빛의 반대 방향으로 굽는 성질을 '음굴광성'이라고 한다.

이와 같은 식물의 운동은 19세기 중엽에 다윈에 의해 연구되기 시작한 이래 여러 학자들에 의해 밝혀지기 시작하였다.

굴지성

屈地性

중력 자극에 의해 굴성이 일어나는 것을 '굴지성'이라고 한다. 굴지성에는 '양굴지성(양성 굴지성)'과 '음굴지성(음성 굴지성)'이 있다.

예를 들어, 쓰러진 코스모스의 줄기가 위쪽으로 굽어 자라는 것은 음굴지성을 나타내는 것으로, 이것은 옥신이 많은 줄기의 아랫부분에서 생장이 빨리 일어났기 때문이다. 한편, 뿌리는 땅속으로 굽어 자라는 양굴지성을 나타내는데, 이것은 줄기와 달리 뿌리에서는 옥신의 농도가 높은 쪽에서 오히려 생장이 억제되기 때문이다.

이와 같은 현상은 옥신이 중력에 대하여 아래쪽으로 이동하는 성질이 있기 때문이다. 즉, 수평으로 놓여진 줄기는 중력에 의해 옥신이 아랫부분에 몰리게 되므로, 그 부분의 생장이 윗부분보다 두드러지게 되어 굽는 현상이 나타나는 것이다. 그러므로 만일 옥신의 흐름을 막는다면, 이러한 굴지성 현상은 나타나지 않을 것이다.

그 밖의 굴성 운동

－屈性運動

식물의 굴성에는 위에서 설명한 굴광성과 굴지성 외에도 굴수성·굴화성·굴촉성 등이 있다. 이 중 '굴수성'은 뿌리가 수분이 많은 쪽으로 뻗어가는 현상을 가리키며 '굴화성'은 꽃가루관이 어떤 화학 물질이 많은 쪽으로 휘는 것과 같은 현상을 말한다. 한편, 덩굴손의 끝이 막대에 닿으면 그것을 감으면서 생장하는데, 이것을 '굴촉성'이라고 한다. 이와 같은 식물의 모든 굴성 현상은 생장 호르몬(옥신)이 부분에 따라 다르게 분포하고 있기 때문에 일어나는 것이다.

감광성·감열성

感光性·感熱性

식물의 기관이 굴곡 운동 중 굴성과는 달리 자극의 방향에 관계없이 자극의 세기 변화에 영향을 받아 일어나는 운동을 '감성 운동'이라고 한다. 감성도 역시 생장 운동의 하나이며, 굴성과 마찬가지로 부분에 따라 생장 속도가 다르기 때문에 일어난다.

식물의 감성은 그 자극원에 따라 감광성과 감열성 등으로 구분한다. 이 중 감광성은 빛의 강도 변화가 자극이 되어 일어나는 감성 운동으로, 민들레꽃이 햇빛이 있는 낮에는 피고 어두워지면 오므라드는 현상이 바로 그것이다.

한편, 감열성은 온도의 높고 낮음이 자극원이 되어 일어나는 것인데, 튤립이나 크로커스가 온도가 높아지면(약 20℃)꽂이 피고, 낮아지면(약 10℃)오므라드는 것이 바로 감열성 현상이다.

팽압 운동

열·빛·접촉 등의 자극으로 식물체 내의 팽압이 바뀌어 일어나는 운동을 '팽압 운동'이라 한다. 팽압 운동은 식물의 생장과는 직접 관계가 없다.

수면 운동

睡眠運動

아카시아, 클로버 등은 낮에는 잎이 펴져 있지만, 밤이 되면 잎맥을 중심으로 좌우로 접힌다. 이러한 잎의 운동을 '수면 운동'이라고 하는데, 이것은 빛 자극에 의해 잎 세포의 팽압이 변화하여 일어나는 운동이다.

그러나 나팔꽃의 경우에는 아침에 꽃이 피고 오후에는 오므라들지만, 수면 운동이라고는 하지 않는다. 이것은 나팔꽃이 오므라들어 그대로 시들어버리기 때문이다. 즉, 수면 운동은 같은 꽃이나 잎 등이 벌어지고 오므라드는 것을 되풀이하는 경우를 말한다.

그러나 아직까지 왜 이 같은 팽압 변화가 생기는지는 밝혀지지 않고 있다.

미모사 잎의 운동

－運動

미모사의 잎이나 잎자루를 약간 세게 건드리면 작은잎이 닫히고 잎자루가 아래로 떨어진다. 이것은 앞의 수면 운동에서와 같이, 잎자루 밑부분에 있는 엽침 부분의 팽압이 갑자기 줄어들기 때문이다.

이 운동은 진동시키거나 불, 또는 얼음 가까이 갖다 대도 일어나며, 빛 자극에서도 일어난다. 특히, 잎을 세게 치거나 강한 자극을 주면, 그 부분만이 아니고 다른 부분에 있는 잎에서도 운동이 일어난다. 즉, 자극이 미모사의 몸 속으로 전달되어 간다. 따라서 자극에 의해 어떤 물질이 만들어져 이것이 식물체 안을 흐르는 것이 아닌가 생각되기도 하지만, 아직 확실한 것은 밝혀지지 않고 있다.

기공의 개폐 운동

氣孔－開閉運動

기공은 2개의 공변 세포 사이에 있는 세포 간극으로, 공변 세포 속의 수분 변화에 의해서 열리고 닫힌다.

즉, 공변 세포가 수분을 많이 흡수하여 부풀어 오르면 기공이 열리고, 반대로 수분이 줄어들면 기공이 닫히게 된다.

흔히, 공변 세포가 부풀게 되면 기공이 닫힐 것이라고 추측하게 되지만 실제로는 열리게 된다. 그것은 공변 세포의 씨공 쪽 세포벽은 두꺼운 반면, 그 반대쪽은 얇기 때문이다. 이러한 구조 때문에 팽압이 높아져서 세포가 부풀면, 얇은 바깥쪽으로 세포가 휘어 기공이 열리게 된다.

기공 개폐의 기작은 다음과 같다. 공변 세포에는 엽록체가 있어, 낮에는 광합성으로 동화 산물이 많아지고, 따라서 세포의 삼투압이 커져 팽압이 높아지므로 기공이 열리게 된다. 한편, 밤에는 그 반대이므로 기공은 닫히게 된다.