줄기의 구조와 형태
■ 줄기의 구조
줄기는 씨에서 싹이 나오면서 만들어지기 시작하며 줄기 끝에는 계속적인 세포 분열로 세포 수를 늘리는 생장점이 있습니다. 이 생장점은 식물이 자라기에 좋지 않은 계절에는 눈이 비늘에 덮여서, 식물이 자랄 때에는 어린잎으로 덮여서 보호됩니다. 눈은 줄기를 따라 계속해서 만들어지는데 눈이 달리는 곳을 ‘마디’라고 하며 마디와 마디의 사이를 ‘마디 사이’라고 합니다. 1차 생장(길이생장)만 하는 식물의 경우에는 마디 사이가 뚜렷하지만 2차 생장(부피생장)을 하는 식물들은 마디 사이가 희미해집니다. 1차 생장만 하는 식물 중 특히 대나무는 마디마디에 분열 조직(생장점)이 있어 다른 식물들에 비해 마디가 훨씬 뚜렷합니다.
▲동백나무 줄기의 구조(출처: 에듀넷)
줄기를 가로로 잘라서 보면 뿌리나 잎과 마찬가지로 표피, 피층, 관다발로 구성되어 있는 것을 알 수 있습니다. 줄기의 표면을 싸서 보호하는 역할을 하는 줄기 가장 바깥쪽에 있는 한 겹의 세포층을 ‘표피’라고 합니다. 표피 안쪽에는 여러 층의 세포로 구성된 내피가 있고 그 안에는 관다발이 있습니다. ‘관다발’은 물과 무기 양분의 이동 통로인 물관과 잎에서 만든 유기 양분이 이동하는 체관, 세포 분열이 일어나 부피 생장을 가능하게 하는 형성층으로 구성되어 있는데, 외떡잎식물은 형성층 없이 물관과 체관으로만 이루어져 있습니다.
▲줄기 내부의 구조(출처: 에듀넷)
■ 나이테
나무를 가로로 자른 다음 잘라진 면을 살펴보면 색깔이 약간 짙은 원형의 테가 중심으로부터 밖으로 퍼져 나가는 모양을 볼 수 있는 데 이것을 ‘나이테’라고 합니다. 나이테는 나무의 성장 정도를 나타내는 것으로 나이테를 보면 나무의 나이를 알 수 있습니다. 나이테가 봄, 여름에 자라는 정도와 가을, 겨울에 자라는 정도가 달라서 생기는 현상입니다. 나무는 봄부터 여름까지 왕성하게 성장하므로 이 시기에 만들어진 세포는 크고 부드러우며 색도 연하게 보이는 반면, 가을부터 겨울에 걸쳐 만들어진 세포는 작고 세포벽이 두터우므로 그 부분은 단단하고 색도 진하게 나타나게 됩니다.
이런 이유로 추운 겨울철이 있는 지방의 나무에는 나이테가 확실하게 나타나지만 1년 내내 성장을 계속하는 열대 지방의 나무에는 나이테가 생기지 않게 됩니다. 또한 나이테를 보고 빛의 방향이 차이가 나는 곳에서 자란 나무인지, 빛의 방향이 차이가 나지 않는 일정한 곳에서 자란 나무인지를 구분할 수도 있습니다. 나이테는 식물이 광합성을 하여 성장하는 정도이므로 햇빛을 많이 받는 부분은 적게 받는 부분보다 더 많이 생장하기 때문입니다.
■줄기가 하는 일
줄기는 식물체를 지탱해 주고 추위와 더위로부터 식물을 보호해 주는 역할을 합니다. 또한 잎에서 합성된 양분은 줄기에 있는 체관을 통해 다른 조직으로 운반되며 뿌리털에서 흡수된 물과 무기 양분은 줄기의 물관을 통해 잎으로 올라가게 됩니다. 줄기는 양분과 물을 저장하기도 하는데 양분을 저장하는 식물로는 감자, 양파, 토란, 연 등을 들 수 있습니다. 선인장류는 줄기에 물을 저장하는 것으로 알려져 있는데, 이는 선인장이 건조한 환경에서도 살아남을 수 있게 도와 주는 역할을 하는 것입니다.
▲줄기가 하는 일(출처: 에듀넷)
■ 줄기의 변형
줄기는 구조와 기능 측면에서 빛과 물에 예민하게 반응하기 때문에 줄기에는 많은 변형 형태가 존재하게 됩니다. 일부 식물은 기어오르고, 곤충을 잡고, 생식을 하기 위해서 줄기와 잎의 모양을 변화시켜왔습니다.
땅 위로 나와 있는 식물의 줄기를 땅위줄기라고 하는데, 땅위 줄기는 보통 하늘을 향해 뻗거나, 바닥을 기거나, 다른 물체를 휘감는 형태를 가지고 있습니다. 땅 위로 변형된 줄기에는 기는 줄기, 덩굴손, 가시 등이 있습니다.
기는 줄기는 땅 위를 기듯이 뻗어나가는 식물의 줄기를 말하는 것으로 경우에 따라서는 마디에서 뿌리를 내리기도 하는데, 대표적인 식물로는 딸기를 들 수 있습니다. 줄기가 실처럼 변하여 다른 물체를 감아 줄기를 지탱하는 덩굴손을 가진 식물로는 호박, 포도나무를 들 수 있습니다. 포도나무의 덩굴손은 처음에는 줄기처럼 곧게 뻗어나가다가 지지대를 찾으면 줄기에서 덩굴손이 나와 용수철 모양으로 변해 지지대를 감아 올라가는 형태로 자라나게 됩니다. 가시도 줄기의 변형 형태라고 할 수 있는데 가시는 줄기의 껍질이 변해서 된 것으로 이러한 가시를 가지고 있는 대표적인 식물로는 장미를 들 수 있습니다.
이제 땅속 줄기를 살펴볼까요. 뿌리는 땅속에, 줄기와 잎은 땅 위에 있는 것이 보통이지만 식물의 종류에 따라서는 땅 속에 줄기가 있는 것도 있습니다. 이처럼 식물의 줄기가 땅 속에 있는 것을 땅속 줄기라고 하는데, 땅속 줄기에는 알줄기, 덩이 줄기, 비늘 줄기 등이 있습니다.
알줄기는 주축을 이루는 줄기가 땅 속에서 녹말 같은 양분을 저장하여 공이나 달걀 모양으로 부푼 형태의 줄기를 말하는 것입니다. 알줄기를 가지고 있는 대표적인 식물로는 토란을 들 수 있습니다. 덩이 줄기는 땅 속에 있는 줄기 중 일부가 양분을 저장하여 살이 찐 둥근 모양을 하고 있는 줄기를 말하는 것으로 덩이 줄기를 가지고 있는 대표적인 식물로는 감자를 들 수 있습니다. 비늘 줄기는 짧은 줄기 둘레를, 많은 양분을 저장하고 있어 비대해진 잎이 여러 겹에 걸쳐 빽빽하게 둘러싸고 있는 모양을 하고 있는 줄기를 말하는 것입니다. 마늘을 비늘 줄기를 가지고 있는 대표적인 식물로 꼽을 수 있습니다.
줄기의 외부구조 마디 : 줄기에 잎이 붙는 부분을 마디라고 하며 마디 사이가 짧고 잎이 촘촘한 가지를 짧은 가지라 하며, 마디 사이가 길고 싶이 드문드문 붙어 있는 가지를 긴 가지라고 한다.
줄기의 내부구조
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▶줄기의 횡단구조; 맨바깥쪽에 표피조직계가 있고 중앙부에 도관부와 사관부로 이루어 진 통도 조직계가 있으며
통도 조직계 주변부에 내피, 내초, 수 등 기본 조직계에 속하 는 조직이 위치하고 있다.
▶2차생장의 유무에 따라 →목본경과 초본경으로 구분됨
형성층의 유무에 따라→쌍자엽식물과 단자엽식물의 줄기로 구분
① 초본쌍자엽식물;
줄기의 피층세포에는 엽록체가 함유되어 있어 광합성을 하며 녹색을 띠게 한다.
또 피층에는 간간이 세포벽이 두텁게 발달한 후벽세포들이 있어 줄기를 곧게 지탱하는 역할을 한다,
그리고 도관부와 사 관부의 배열이 뿌리에서의 방사상 배열과는 달리 환상으로 되 어 있다. 그러나 뿌리의 통도조직계와 연결되어 물질 수송이 가능하다.
② 목본쌍자엽식물;
표피는 주피로 대치되어 있다, 주피는 코르크 형성층에 의해 생성된 코르크 세포가 주가 되어 이루어진 것으로 표피에 반하여 강력한 보호 기능을 갖는다,
주피에서 불 수 있는 피목은 코르크 세포사이의 간극 이 발달하여 생성된 공기와 기체상 수분의 통로로 이곳을 통하여 피 목호흡과 피목증산이 일어난다.
그리고 목본의 줄기는 초본의 줄기보 다 강력한 지탱력을 가지는데 이는 통도조직계내에 강력한 기계조직을 내포하고 있으며
목화된 세포벽을 갖는 세포들이 많기 때문이다.
③ 단자엽식물;
줄기의 외부는 포피조직계로 쌓여있고 내부는 기본조직계에 속하는 속으 로 채워져 있는데, 여기에 통도조직계에 속하는 유관속이 분포되어 있다.
유관속의 배열은 뿌리의 방사형, 줄기의 환상형과는 달리 산재형을 이루고 있다.
유관속의 사관부 주위에서 후벽세포가 많이 보이는데 이는 줄기를 지탱하는데 크게 역할을 한다.
줄기의 다양성
→줄기의 다양성은 식물의 진화과정에서 환경에 대한 적응이 여러 가지 형태로 되어 왔음을 말해 준다.
① 지상경; 지상부의 일반적인 줄기→직립경, 다육경(선인장류),감 는 줄기(나팔꽃)
② 지하경; 지하에 줄기가 발달되어 잇는 경우 지하경이라 한다.→ 버섯류, 뿌리줄기(고사리) 덩이줄기(감자)비늘줄기(양파)
♠ 형성층에 의하여 재(2차목부,wood)를 형성하는 목본성의 줄기는 여러 해에 걸쳐 산다.
초본성인 식물 중 형성층이 분화되더라도 그 해에 죽는 것을 1년생 초본이라 한다.
그러나 지상경은 말라버리더라도, 지하경이나 뿌리가 땅 속에 남아서 여러 해에 걸쳐 사는 것을 다년생 초본이라 한다.
원예 작물의 특수 줄기
⑴ 뿌리줄기(근경)
⑵ 기능줄기(포복경)
⑶ 덩이줄기(괴경)
⑷ 구슬줄기(구경)
⑸ 비늘줄기(인경
나무줄기의 구조
형성층...
'부름켜'라고도 불려지는데, 나무의 줄기와 뿌리의 지름을 굵게 만들어 주는 조직이다.
수피 바로 안쪽에 원통형으로 모든 가지를 둘러싸고 있으며, 몇 개의 세포층으로만 이루어져 있을 만큼 두께가 아주 얇다.
형성층처럼 일생동안 계속해서 세포분열을 하면서 나무를 옆방향으로 살찌게 하는 것을 측방분열조직이라고한다.
가지의 눈과 뿌리 끝에 있는 정다분열조직과 같은 분열조직이다.
목부 ...
목부는 수목의 줄기에서 형성층 안쪽에 있는 모든 조직을 일컫는 말이며, 목재로 사용되는 부분이다.
목부에는 1차목부와 2차목부가 있는데, 초본식물은 1차목부를 가지고 있으며, 목본식물은 2차목부를 가지고 있다.
초본식물과 목본식물 모두 잎에는 1차 목부를 가지고 있으며, 2차목부는 나무에서 원통형의 형성층이 생산한 목부조직을 의미하며, 나무줄기를 횡단면으로 자르면 나이테(연륜)의 형태로 보이는 것이 목부이다.
- 포복경(匍匐莖, stolon) : 땅속줄기와 비슷하나 땅 위로 기어가는 줄기로, 마디 사이가 길고, 마디에서 뿌리와 잎이 돋아 나오며, 이것으로 번식함 = 포복지
줄기의 종류
- 덩굴손[권발(卷髮), tendril] : 가지나 잎이 변하여 다른 물건에 감기는 것
- 위경(僞莖) : 천남성에서와 같은 줄기를 말하며 헛줄기라고도 함
땅속줄기의 종류
- 괴경(塊莖, tuber) : 줄기가 비대하여 육질의 덩이로 된 것
- 구경(球莖, corm) : 육질로 된 구형(球形)의 짧은 줄기이며, 1∼5(6)개의 싹이 남
- 구근(球根) : 구형으로 된 땅속 줄기나 뿌리 = 구경
- 땅속줄기[=지하경(地下莖)] : 땅 속에서 자라는 줄기를 통틀어 일컬음 = 근경
- 땅위줄기[=지상경(地上莖)] : 땅 위로 자라는 줄기
가시와 털의 종류
- 강모(剛毛) : 거센 털
- 견모(絹毛) : 비단 같은 털
- 밀면모(密綿毛) : 빽빽이 붙은 솜털
- 복모(複毛, compound trichomes) : 분지된 털이나 돌기
- 사출성모(四出星毛) : 4갈래로 갈라진 별모양의 털
- 삼출모(三出毛) : 3갈래로 갈라진 털
- 선모(腺毛, glandular trichome) : 끝이 원형의 선으로 된 털
- 섬모(纖毛) : 가는 털
- 성모(星毛, stellate trichome) : 여러갈래로 갈라져 별 모양으로 된 털
- 소화선모(消化腺毛) : 끈끈이주걱의 잎에 난 털과 같이, 벌레를 소화시키는 털
- 연모(軟毛) : 부드러운 털
- 연모(緣毛) : 가장자리에 난 털
- 융모(絨毛, villous) : 길고 부드러운 털
- 자모상(刺毛狀) : 가시털 모양인 것
