자연보존 152 : 2-21 ; 2010 년 12 월 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 1) 류새한 * 남윤선 이윤경 박희정 여주미 2) 서원대학교사범대학과학교육과 1. 머리말 봄바람이살랑살랑불어오며나비와벌들이춤을추고, 월동을끝마친모든생명체가꿈틀거리며새생명이탄생하는봄날, 우리 는봄이준선물인새싹과봄나물로입맛을돋우고봄냄새를느낀다. 봄이가고따가운햇빛아래푸르른녹색빛으로물드는여름날이다가오면무더위를식히기위해나무 그늘에앉아시원한수박을먹으며더위를날린다. 무더운여름이가고따사로운햇살아래붉게노랗게물들은단풍들이구름한점없는높은하늘과함께아름다운관경을 수놓는가을날, 우리는알록달록물들은단풍들을보며나무들이만든무지개를바라본다. 가을이가고앙상해진나뭇가지에차디찬눈보라치는겨울이오면우리들은추 위에온몸을웅크리고떨고있지만그추위를이겨내며봄을기다리는꽃봉오리와앙상해진나뭇가지가만들어낸눈꽃으로잠시나마추위를잊는다. 계절마다식물들이주는선물을통해우리인간들은많은즐거움과삶의풍요로움을얻는다. 우리는감사의마음을꽃과나무 를통해전하기도하고슬픔의마음을꽃한 송이로전하기도한다. 다양한식물을통해마음을전하며식물을통해아름다움을느끼고생명체의신비로움도느끼며외롭고힘든마음을위로받기도한다. 또한넓게펼쳐 져있는푸른산을보며자유를만끽하기도한다. 이처럼인간이삶을영위하는터전을구성하고있는식물은오래전부터인간들에게많은이익을주었다. 굶주리던배를채우 기위해산에나가식량이될만한과일이나풀을채취하고추위를이기기위해산의나무를베어땔감으로쓰는등과거의인간의삶에서식물은없어서는안되는존재였다. 또한과학기술이발달함에따라식물로 부터종이, 의약품등을얻게되었고우리인간들의삶은더욱윤택해지고풍요로워졌다. 이렇게인간은생계의연장으로접근했던 식물들, 흔히접할수있고눈에잘띠는식물, 화려한꽃을피우는현화식물, 약초, 나무에대해서는많은관심을가지고있다. 그러나자연생태계에는비록작고눈에띠지 않는개체들이지만서로군집을형성해우리에게이익을주고자연의생태계에서중 1)Diversity of Plants-Ecological Learning of Lower Plants 2)RYOU, Sae-Han, Department of Science Education, Seowon University; E-mail: bossryou@sewon.ac.kr NAM, Yoon-Sun; LEE, Yun-Kyung; PARK, Hee-Jung; YEO, Ju-Mi, Department of Science Education, Seowon University; E-mail: blueyoonho@naver.com 2
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 요한역할을하는것들이분명존재한다. 이와같은맥락으로많은식물연구자들은꽃 이나나무등눈에쉽게띠고우리에게이익을주는고등식물에는깊은관심과연구를통해식물군의체계를다잡고있는한편, 이끼, 지의류등의하등식물에대해서는연 구가잘이루어지지않고있다. 이는우리팀이이프로젝트를진행하면서도직접적으로느낄수있었다. 도서관에서관련서적이나자료검색을하는과정에서연구가잘이뤄 지지않은하등식물에대한내용을찾아내 기란많은시간과어려움이뒤따랐다. 이와관련된문헌이있다해도하등식물을모두 포괄하여조사 연구된책은극히드물다. 이는조사가이루어졌다해도통합적으로이루어지지않았고단편적으로각분류군에대해서만연구, 조사가이루어졌음을말해 준다. 이에따라우리 Terra 팀은많은연구와개발이진행된고등식물이아닌생태계에서중요한역할을맡고있지만상대적으로그에 따른조사와연구가이루어지지않은하등 표 1-1. 식물의계통수 3
자연보존 식물에초점을맞추고단편적으로이루어져있는하등식물에대한분류군을포괄적으로 모아함께조사해보았다. 이번조사는중 고등학교교과서에서생태학습활용자료로사용될수있으며하등식물에대해더자세히알수있는계기가될것이라생각한 다. 또한고등식물만이아니라하등식물도우리주변에서함께공존하고있으며생태계에유익한역할을하고있음을알게되었으면한다. 2. 본문 하등식물분류군에대해정의하기에앞서전체적인식물의분류군에대해말하자면, 식물은위의표 ( 표 1-1. 식물의계통수 ) 에서본것과같은상위분류군으로나뉜다. 식물은크게종자식물과포자식물로나눌수있다. 우리가이번에다루게될하등식물은포자식물에속하는데이는다시관속식물과무관속식물로나뉜다. 조사대상중유 일하게양치식물만이관속식물에속하며나머지는모두무관속식물이다. 위의표에서조사대상은파란색으로표지하였고, 아래는이와관련된용어설명이다. 고등식물 ( 高等植物, higher plants) 은유배식물, 관속식물, 현화식물또는피자식물을말한다. 이같이대조는어느것이발달했는지를나누는관점에따라서다소달라질수 있다. 하등식물 ( 下等植物, lower plants) 은무배식물, 무관속식물, 은화식물또는피자식물이외의식물이며, 각각다음에나열한식물군 과대조된다. 이번프로젝트에서조사 연구할대부분의분류군이하등식물에속하지만선태류와양치류는고등식물에속한다. 전반적으로하등 식물을연구하였지만선태류와양치류는고 등식물에해당함을알고있길바란다. - 종자식물 ( 種子植物, seed plants): 종자를널리퍼뜨려서자손을늘리는식물로, 나자식물과피자식물을말한다. - 포자식물 ( 胞子植物, spore plants): 종자대신에포자를퍼뜨려서자손을늘리는식물로, 선태류와그이하의하등식물을말한다. - 관속식물 ( 管束植物, vascular plants): 줄기로통하는통도조직 ( 물관부, 체관부등 ) 이발달한식물로, 송엽란류이상의모든고등식물을말한다. - 무관속식물 ( 無管束植物, non-vascular plants): 줄기로통하는통도조직이없는식물로, 선태류와그이하의하등식물을말한다. - 경상식물 ( 莖狀植物, cormophytes): 줄기또는줄기와비슷한구조에잎또는 잎모양의기관이붙어있는생물이며, 모든관속식물과선류, 그리고일부태류를포함한다. - 엽상식물 ( 葉狀植物, thaalophytes): 영양기관으로잎, 줄기, 뿌리의구별없이잎과비슷한모양을가진생물이며, 주로조류를말한다. 2-1. 선태식물선태식물에대해정의하자면, 선태식물은최초로육상생활에적응한식물군으로흔히이끼식물이라고한다. 선태식물은선류 ( 蘚類 ), 태류 ( 苔類 ) 를포함하여약 2만 3000종으로이루어져있다. 분류학상으로는양치식물에가깝지만, 특별한통도조직은발달해있지않고엽록체가있어독립영양생활을한다. 형태학상줄기, 잎의구별이있거나, 편평한엽상체로서조직의분화는적고헛뿌리가있다. 그리고생활사는무성세대와유성세대를거친다. 4
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 2-1- 가. 선태식물의특징선태식물의일생에는유성세대와무성세대 가규칙적으로번갈아나타난다. 무성세대는독립영양생활을하지못하며, 유성세대에영양을완전히의존한다. 우리가흔히볼수있는이끼의식물체는배우체라고하는유 성세대며, 생식기관인장란기와장정기를만든다. 배우체는엽록체가있으며, 이것에의해서독립영양생활을한다. 형태적으로는줄기잎의구별이있거나, 편평한엽상체로서조직의분화는적다. 헛뿌리가있지만, 고등식물과같은수분흡수작용은거의없다. 생식기관속에서수정 ( 授精 ) 이이루어진다. 장정기에서나오는정자는 2 개의기다란편모가있으며, 우산이끼등에는편모끝에대형공모양의부속물이있다. 수분이있으면정자는장란기내의난세 포에도달하여수정한다. 수정란은분열을거듭하여배에서젊은포자체가된다. 포자체는염색체수 2n 인무성세대다. 배가포자체로될때, 선류에서는장란기의위쪽절반 이떨어진다. 그런후포자체끝에붙어서, 그대로성장해서모자가된다. 태류에서는장란기가벌어져서포자체의밑부분에남는다. 성장한포자체는선단부가부풀어서 포자낭이되고, 내부의포자모세포가감수분열을하여포자를만든다. 따라서포자는이미염색체수가 n 으로서유성세대, 즉배우체의맨처음단계에해당한다. 태류에서는포자모세포와탄자세포가만들어지며, 이것은나중에변형하여나선모양의비후대가있는탄사로된다. 선류에서는이탄사세포가생기지않는다. 포자는성숙하면포자낭에서날아가흩어져지상등에떨어져서, 적당한수분 빛 온도조건에서발아하여원사체를만든다. 원사체의세포에는많은엽록체가들어있으 며, 이것에의해서독립영양생활을한다. 원사체의선단또는원사체의일부에눈이생 기고, 여기서선태식물의몸이발생한다. 포고나툼 (Pogonatum) 등에서는원사체의발달이두드러지고영존성 ( 永存性 ) 이있으며, 식물체는극히퇴화되어있다. 2-1- 나. 선태식물의분류최초의선태식물은약 3 억 5000 만년전 인고생대데본기에나타난것으로추측된다. 선태식물은크게선태 (moss), 태류 (liverwort), 뿔이끼 (hornwort) 의세가지종류로나눌수있다. 1) 선류 (class Musci) 선태식물중가장많은수를차지하며약 1 만 6000 종이알려져있다. 선류의배우체 (gametophyte) 는잎과줄기로분화된경엽체 ( 莖葉體, leafy gametophyte) 형태를띤다. 잎은줄기에나선모양으로붙는것이특징이다. 종에따라서배우체는한식물에암 수 가모두존재하는암수한그루 ( 자웅동주, monoecious) 인경우와, 두식물로암 수가나뉘는암수딴그루 ( 자웅이주, dioecious) 의두가지형태가존재한다. 포자체 (sporophyte) 에 는포자낭을달고있는강모 (seta) 가있으며, 강모의내부에는통도조직이있어물과양분을운반할수있다. 물이끼, 검정이끼, 솔이끼등이여기에속한다. 2) 태류 (class Hepaticae) 약 8000 종이알려져있다. 배우체는종에따라모양이다른데, 잎모양을띠는엽상체 ( 葉狀體, thallus) 를형성하거나경엽체를형성한다. 세포내에는엽록체가존재하며, 엽록체안에는전분의저장기관인피레노이드 (pyrenoid) 가없다. 잎모양의배우체에는가 스교환의역할을담당하는여러층의세포 5
자연보존 로이루어진구멍이있다. 선류와마찬가지로종에따라배우체가암수한그루인경우 와, 암수딴그루인두가지형태모두존재한다. 난자를형성하는장란기 ( 藏卵器, archegonium) 와정자를형성하는장정기 ( 藏精器, antheridium) 는특수한구조인장란기병 (archegoniophore) 과장정기병 (antheridiophore) 내에서각각만들어진다. 우산이끼는태류의대표적인종이다. 3) 뿔이끼류 (class Anthocerotae) 약 200 종이알려진비교적작은분류군이다. 각태류라고도하며, 배우체는엽상체를 형성한다. 세포내에는엽록체가존재하고, 전분저장기관인피레노이드가있다. 배우체에서만들어져생식세포가결합하여수정이일어나며, 수정된포자체는가늘고긴형태로자라서뿔모양의포자낭을만든다. 포자 체는세포분열부위가존재하여포자생산이왕성하며, 큐티클 (cuticle) 로덮여있는것이특징이다. 또한뿔이끼류의포자체는기공을지니고있으며, 광합성이가능한것으 로알려져있다. 뿔이끼가가장대표적이다. 2-1- 다. 선태식물의생태 선태식물은몇종류는담수속에서자라지만, 대부분육상에서생육한다. 습한땅, 바위위, 썩은나무, 나무줄기등에착생한다. 또활엽수의잎에착생하는특 수한것도있다. 선태식물은종류에따라생육장소가대체로정해져있다. 바위에서자라는선태식물중에는특히석회분이많은암석에서만생육하는히오필라 속 (Hyophila) 등이있다. 또화강암과같은산성암석을좋아하여여기에만생육하는선태식물등이있다. 새우이끼속 (Bryoxiphium) 은특히구리이온이들어있는화산암석에 서생육한다. 선태식물은보통의고등식물과달리직사일광을극단적으로싫어하는것이많다. 이것은햇빛의복사열에의해서수분의증발이심해지면말라죽기때문인것으로생각된다. 그러나내건성 ( 耐乾性 ) 이강한나선이끼등 은양광지 ( 陽光地 ) 에서도생육할수있다. 선태식물은높은산꼭대기부터극지 ( 極地 ) 의얼음사이에모습을드러낸바위등에서도생육한다. 열대의강우림속에서는특히 많은종류를볼수있고, 한국에서도흔히볼수있다. 2-2. 균류균류는진핵생물이므로막으로둘러싸인뚜렷한핵과세포기관을갖고있다. 이러한점에서원핵생물인세균과구분된다. 균류는종속영양생물 ( 從屬營養生物 ) 이므로다른생 물체가형성한유기화합물을이용한다. 대부분의균류는죽은생물체의잔재나배설물등에서부생균 ( 腐生菌 ) 으로생활한다. 일부균류는다른균류, 식물, 동물등살아있는 세포에서양분을획득하는기생균으로살아가기도한다. 균류의분류방법은다음과같다. Kingdom Protoctista ( 원생균류계 ) Division Plasmodiophoromycota ( 무사마귀병균문 ) Kingdom Chromista ( 색균류계 ) Division Hyphochytridiomycota ( 역모균문 ) Division Oomycota ( 난균문 ) Kingdom Fungi ( 균계 ) Division Chytridiomycota ( 병꼴균문 ) Division Zygomycota ( 접합균문 ) Division Ascomycota ( 자낭균문 ) Division Basidiomycota ( 담자균문 ) Form-Division Deuteromycota ( 불완전균문 ) 6
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 전통적으로균류학자들은쉽게인지되는세균류, 조류, 식물, 동물등을제외한진핵 의종속영양생물군을다양하게연구하여왔다. 따라서 균류 라는용어는분류학적위치를고려하지않는다면이러한생물군을포괄하는의미로사용될수있지만우리가이 야기하는균류란실질적으로균계에속한생물군을의미한다. 균계는예전에는식물에포함시켜광합성을하는고등식물과조류에대하여광합성 을하지않는하등식물을총칭하였으나, 현재는체제, 생식법, 생화학적특성등에의하여근본적으로식물과는다른한계통적인생물군으로분류하고있다. 2-2- 가. 균계의분류앞서말했듯이균계에는병꼴균문, 접합균문, 자낭균문, 담자균문, 불완전균문의하위 분류군으로나뉜다. 그중크게자낭균문 ( 자낭균류 ) 과담자균문 ( 담자균류 ) 만을설명하자면, 자낭균류는자낭 ( 子囊 ) 속에유성포자를형성하는것이특징이다. 자낭은초기에핵 융합으로생긴이배체핵을가진세포인데, 나중에감수분열하고두꺼운세포벽의반수체자낭포자가자낭안에형성된다. 대부분의자낭균류는다세포성의자낭과를형성하 는것뿐만아니라상당히긴이핵성시기를가지는생활주기가특징이다. 자낭균문은거의 2,000 속에약 30,000 종이기재된가장큰분류군으로서효모, 흰가루 병균, 주발버섯, 진미버섯, 덩이버섯 ( 송로 ) 등다양한종류의균류를포함하고있다. 자낭균류는사람에게손익양면에서매우중요한의미를지니고있다. 손해를끼치는것으로는극심한식물병인밤나무줄기마름병, 사과나무검은별무늬병, 느릅나무마름병, 복숭아잎오갈병등이있고, 이익을주는것으로는제빵과알코올생 산에사용하는효모나의약원료로사용되는맥각 ( 麥角 ) 인 Claviceps purpurea 등이있다. 모든담자균류는담자기를형성한다. 담자기는자낭에상응하는기관으로서, 아마도자낭에서유래하였을것이다. 전형적인자낭과마찬가지로, 담자기는일반적으로이핵형 구조로발생하며, 핵융합과감수분열이일어나는장소이다. 자낭과와는달리, 담자기는바깥쪽에담자포자를갖는다. 담자균문으로는약 15,000 종이알려져있다. 목이류, 녹 병균, 깜부기병균, 선반버섯류, 버섯류및말불버섯류등의균류가이집단에속한다. 대부분의일반명칭은눈에보이는부분으로포자과인담자과에서유래한것이다. 담자과 는토양이나식물체에침투한자실체로부터영양을공급받는다. 각각의균사체는몇개의담자과를형성한다. 학술적용어로자낭균류와담자균류는고 등균류라말하며보통명은버섯이라고한다. 이처럼우리가보통버섯이라불리는것은자낭균류와담자균류에해당하는것이다. 2-2- 나. 버섯의정의버섯은균사라는세포로구성되어있으며, 균류중에서가장진화된것으로버섯 ( 자실체 ) 을형성하는것들을의미한다. 식물에비 유한다면꽃에해당하는생식기관이다. 이것은생물의특징인유성생식이뚜렷하여생활사를분명히알수있다. 그러나동충하초과의동충하초속 (Cordyceps) 은유성생 식이뚜렷하여버섯이라할수있지만꽃동충하초속 (Isaria) 과눈꽃동충하초속 (Paceilomyces) 은유성생식이알려지지않아서흔히말하는버섯이라할수가없고불완전한버섯이 라할수가있다. 이것은균류중에서유성생식을모르는균들을불완전균류라부르는것과같다. 버섯은생태계의분해자로서, 모든유기물 7
자연보존 을자연으로돌려놓는환원자로서의기능을한다는사실은잘알려져있다. 그기능을 세분하면세가지로나눌수가있다. 첫째, 물질을분해하기는하지만, 생활방식은기생생활의형태를띤다는것이다. 둘째, 물질을썩히기는하는데, 주로나무 나풀을썩히는부생의역할을하고있다. 셋째, 다른식물과공생생활을한다는것이다. 버섯은격막이있는균사가버섯의갓과 자루인자실체를형성한다. 버섯은광합성색소가없어기생생활을하는종속영양생물이다. 과거에사람들은운동성이없고고착생활을하여식물로분류되 기도하였지만버섯은핵을가진진핵생물이다. 버섯은다핵성의그물과같은조직인균사로이루어져있으며, 땅위로솟아오르는것은생식기관에해당한다. 균사는빠른속 도로길게자라난다. 2-2- 다. 버섯의형태, 발생상태버섯의구조에대한용어설명은다음과같다. - 균모 (pileus): 갓이라고도하며버섯 ( 자실체 ) 의위쪽부분 - 인편 (scale): 버섯의균모또는자루의표면에외피조 각들이붙어있는것 - 주름살 (lamella): 주름버섯류에서균모의아랫면에부채주름모양으로구성되어있는포자를형성하 는기관 - 턱받이 (annulus): 고리라고도하는자루의부속물로, 어릴때는버섯의가장자리와연결되고성장하면 자루의윗부분이나가운데부분에원반모양또는거미집모양으로남아있는것. - 자루 (stipe): 버섯을지탱하고있는기둥모양의부분. 대라고도함. - 대주머니 (vilva): 자루의근부를둘러싼주머니모양의조직, 덮개막이라고도한다. 균모위에생긴사 마귀나비늘조각은이대주머니의조직이갈라져서남아있는것이다. 버섯의구조중균모의모양에따라버섯을동정할수있다. 그림 2-2-1. 버섯의구조. 그림 2-2-2. 균모의모양. 8
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 그림 2-2-3. 버섯의발생상태. 균모의모양은원통형, 종형, 원추형, 난형, 깔때기형, 가운데가약간들어간형, 편평형, 둥근산모양, 반구형, 구형으로총열가지로나눌수있다. 또한버섯마다발생상태가다르다. 버섯 의발생상태는여섯가지로나눌수있으며, 단상, 준생, 산생, 속생, 겹쳐진것, 균륜이다 ( 참고. 그림 2-2-3. 버섯의발생상태 ). 2-2- 라. 한국버섯의특징전세계적으로 50,000 여종이넘는균류중에서버섯류는 20,000 여종으로추측하고있다. 한반도에서자생하는버섯은 2,000 여 종에달하는것으로추정되는데많은학자들은이것을전체버섯의 20% 수준에지나지않는것으로추정한다. 그러므로앞으로지속적인버섯연구가진행됨에따라버섯의 다양성은크게증가할것이다. 남한에서제일많이자생하는것은외대버섯으로 100 여종이밝혀져있고, 그다음이무당버섯, 광대버섯순으로보고되어있다. 한국에다양한버섯종이자생하는것은식물상이풍부하기때문이다. 빙하시대의영향을크게받지않았으며비교적사계절이뚜렷한기후로열대와한대의양쪽에잘 적응된식물이많은편인데, 산림이나초원 등에의존하여살아가는버섯에게는더없이좋은환경이제공되는셈이다. 버섯의어떤종은특정나라에만발생하는경우가있는데, 이것은지구의생성과정에서연유한것으로설명할수있다. 고등식물은옛날부터한국을비롯한동아시아와북 아메리카의동부에같은종이분포하는것으로알려져있는데예를들어목련속, 풍년화속, 연영초속의식물들은동아시아와북아메리카의동부지역에자생하고있다. 이것 은지각변동과정에서북아메리카대륙의로키산맥과태평양에의해지리적으로격리되었지만동일한기원을가지고있다는것으로여겨진다. 버섯에서도이와같은지리적 격리현상을볼수있는데, 한국을비롯한동아시아의그물버섯류의털밤그물버섯 (Boletellus rusellii), 수원그물버섯 (Boletus auripes) 등이북아메리카의동부에많이분 포하는데이것은목련속, 풍년화속, 연영초속나무에기생하던털밤그물버섯과수원그물버섯들이나무와함께지리적으로격리되었기때문이다. 현재한국과일본의버섯종 류가비슷한것도이와같이한국과일본의식생이비슷하기때문이다. 이와다르게한나라에만있고다른나라에서볼수없는것을고유종, 특산종이라 하는데현재남한의특산종으로볼수있는것은솔외대버섯 (Entoloma pinusum D.H Cho & J.Y.Lee) 이있다. 만약에외국에서이버섯이발견된다면특산종으로취급할수없 게된다. 이외에도노란가루광대버섯 (Amanita aureofarinosa D.H.Cho), 긴뿌리광대버섯 (Amaniara longistipitata D.H.Cho), 흰구멍버섯 (Boletus alboporus D.H.Cho), 흑녹청그물 버섯 (Boletus ngrriaeruginosa), 담배색그물버섯 (Boletus tabicinus), 색바랜작은꾀꼬리버섯 (Cantharellus minor f. pallid) 등이보고되어있다. 9
자연보존 2-3. 해조류해산의조류. 식물학적으로는녹조, 갈조, 홍조, 남조의 4 식물문으로크게분류된다. 이들은공통엽록소로클로로필 a 를포함하지만, 고등식물에함유된 b 는녹조에만포함되어있고, 다른조류에는존재하지않는다. 식 용하는해조는홍조류, 갈조류가많고, 홍조류에는한천의원료가되는우뭇가사리외에바닷말, 강리등이있고, 갈조류에는미역, 다시마, 녹미채등이속한다. 또한한천 이외에알긴류 ( 갈조 ), 카라기난 ( 홍조 ) 등의점질성다당류의원료로도이용된다. 2-3- 가. 해조류의특징해조류는고등식물에서볼수있는것처럼뿌리, 줄기, 잎의구별이뚜렷하지않다. 이처럼유관속이발달하지않아서영양분의섭취는식물체전체에서일어난다. 그래서 해초류의형태를자타내는데는다음과같은용어를사용한다. 직립한해조류의다소넓고납작한잎모양부분은엽상부라고하며, 줄기와잎을구별하기어려운것을엽상 체라고한다. 이엽상체하부의줄기모양의부분을경상부라고하며, 그아래에있는기부의부착기관을부착기라고한다. 해조류는해양피자식물인해초류와쉽게 혼동할수있는데해조류는뿌리, 줄기, 잎이구별되지않고포자로번식하는은화식물인데반해거북말, 잘피등과같은해초류는뿌리, 줄기잎의구분이있으며꽃이피 는해상현화식물이다. 1) 엽상부 조류에서의엽상부의모양은넓은형태, 마치잎과같은모양등으로종류에따라매우다양하다. 얼핏보면마치잎과같이보이나실제참다운잎과는여러면에서상이 하다. 해조류에서상하가상칭으로되어있 음은자류의유연성에의하여엽상부가해수중에서앞뒤구별이없이언제나움직일 수있기때문이다. 2) 경상부 해조류의경상부는길고휘기쉬운가지라고할수있다. 3) 부착기 부착기는해조류를기질에부착시키는역할을한다. 식물체의참다운뿌리는토양으로부터수분과양분을흡수하지만, 부착기의주기능은부착에만있어상기의역할을하 는경우는극히드물다. 일반적으로갈조류의구조는녹조류및홍조류보다복잡하게되어있으며해조류들중가장크고단단한부착기를가지고있다. 2-3- 나. 해조류의분류 - 녹조류녹조류는해수역보다는오히려담수역에 많은데조간대에보이는대표적인녹조류로는세포가 2 중층으로배열되어얇은잎을형성하고있는갈파래류와파래류등이있다. 파래류는간출시에는수분을잃어버리고생 존은하지만수축되어바삭바삭하게된다. 조수가들어오면수분을다시흡수한다. 녹조류는아주선명한녹색을가지고있으며화학적으로이들이가지고있는색소 즉, 엽록소 a 및엽록소 b 와기타보조색소를가지고있어육상현화식물과가장유사하다하겠다. 타조류들에서는엽록소 b 가없는데이는육상식물체들이녹조류의조상 으로부터진화되었음을암시한다. 녹조류에서는종류에따라서식지, 크기및생식방법이매우다양하다. 종류 : 파래류, 클로렐라, 청각류, 매생이, 염주말, 반달말, 붓뚜껑말, 해캄 10
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 - 갈조류갈조류는일반적으로크고중위도및고 위도지역의연안성해조류의대부분을차지한다. 홍조나녹조와마찬가지로파도의영향, 건조, 초식동물에의한섭식, 부착장소를위한경쟁, 광합성을위한빛의경쟁등 의스트레스를받는다. 일부의갈조류는다른해조류에비교하여상당히크다. 또갈조류는그밖에도생존을위한몇가지의적응기구를가지고있다. 갈조류는조류중가 장크며구조적으로도복잡하게되어있다. 대부분갈조류엽상체들은잘분화된부착기, 자루및엽상부로되어있다. 이들의색상도황색, 황녹색, 갈색및흑색으로다양 하다. 색상의다양성은녹색인엽록소를잘나타나게하지않은엽황소와카로틴색소들의상대적인양에기인한다. 일반적으로왕성하게성장하고있는갈조류들에는갈색 엽황소의색소인갈조소가다량으로있음에비하여늙은엽상체들에는이들색소들의비율이변함으로써동일갈조류라도녹색또는검은색으로보이기도한다. 조간대상단 에서식하는종류중가을에는추위때문에색소들이분해되어검은색으로되기도한다. 종류 : 미역, 다시마, 톳, 모자반, 감태, 대황 - 홍조류현재약 4,000 종이보고되어있는홍조류는해조류의대부분을차지하며다른모든 해조류를합한것보다도종류가많다. 전세계의해양에넓게분포하고있으나특히열대해역에많이분포한다. 고조선에서광선이도달하는최저하한인수심약 200 m 까 지분포한다. 실모양의작은착생식물로서바위를엷게덮고있는막모양에서부터때로는수 m 에달하는다육질또는막상체로생활하며대부분은바위나다른해조류에붙 어산다. 열대천해역의암초에는석회질로되어있는산호말류가많이분포한다. 홍조 류는엽록소이외에적색색소인홍조소를가지고있으며때로는청색색소인남조소를가지고있기도하다. 홍조류의세포들은대부분이단일핵을가지고있으며단일또는다 수의띠와같은판상의마치별모양이거나또는구상엽록체들을가지고있다. 고아합성산물은불용성인탄수화물인홍조류말과지방의형태로저장된다. 편모가없는웅성 배우자가생성되어피동적으로자성생식기관에운반이되어생식이일어나며편모를가진유주자는없다. 종류 : 김, 우뭇가사리, 풋가사리, 꼬시래 기, 산호말, 게발, 까막살 2-3- 다. 해조류의생태해조류의분포를보면해수나담수의얕 은곳에서부터깊은곳으로녹조, 갈조, 홍조의순서로되어있다. 이것은빛의파장에대한적응결과에나타난현상이며보색적응이라한다. 식물의광합성에이용하는빛 은자신과보색의색깔이다. 녹색식물이녹색으로보이는것은녹색에해당하는파장의빛을반사하기때문이며, 녹색식물이광합성에주로이용하는빛의색깔은녹색의 보색인적색과청색이다. 파장이긴적색광은깊은곳에들어가지못하므로이를이용하는녹조류는수면가까이분포하고, 깊은곳까지들어가는청색, 청자색광을이용하는 홍조류는바닷속깊은곳까지분포할수있다. 2-4. 양치식물 (Pteridophyta) 양치식물 (Pteridophyta) 은홀씨 (= 포자 ) 로번식하며, 꽃이나씨는존재하지않는식물로고사리식물이라고도한다. 양치식물에서일반적으로볼수있는식물체는복상 (2n) 의 포자체로서뿌리, 줄기, 잎을갖는다. 또한 11
자연보존 체관과헛물관으로된관다발을가지고있어관속식물에속한다. 양치식물은녹조, 윤조, 선태, 종자식물등과같은종류의동화색소를가진다. 주로엽록소 a 및 b, α 및 β- 카로틴등을함유하고있다. 동화산물은주로녹말이다. 세포벽은 섬유소, 헤미셀룰로오스, 펙틴질등으로되어있고, 리그닌등이침적된다. 양치식물의줄기는일반적으로근경이지만, 지상경이발달하는종도있다. 잎은종 자식물에서볼수있는큰잎이다. 성속이나속새에서는작은잎도볼수있다. 양치식물의번식에중요한포자를형성하는포자낭은줄기, 또는잎에달린다. 포자가발아해서생긴단상의배우체를전엽체하고하는데, 이는포자체와는독립된유성세대이다. 보통의양치류에서전엽체는녹색의심장형을한엽상체이지만, 사상인 것이나, 지중에서생긴괴상으로균류와공생하는것이있다. 동형포자로부터생긴전엽체는자웅동주이다. 이뒷면에많은조정기와약간의조란기가있으며, 드물게동형 포자로부터자웅이주전엽체를만들기도한다. 이형포자를갖는것에서는대포자로부터조란기를갖는암컷의전엽체와, 소포자로부터조정기를갖는수컷의전엽체를만든다. 양치식물의종류는다양하며형태적으로불과몇 cm 정도로자라는것에서부터몇 그림 2-4-1. 계통수 그림 2-4-2. 충북청주구룡산 - 2010.10.13 개고사리과모식도. m 씩자라기도한다. 양치식물의위치는다음의사진과같으며양치식물은관다발식물에속하며꽃이피지않는식물이다 ( 그림 2-4-1). 2-4- 가. 양치식물의특징 무리지어있는전체모습 : 총생인지여 부와전체크기정도를파악 잎하나의모습 : 엽병과엽신의길이, 1 회우상등복엽의종류, 전체모양 우편 : 자루가있는지, 엽맥의모양, 날 개가있는지여부 첫우편 : 첫우편이작은지큰지또는첫소우편은어떤지등 열편 : 가장자리에거치가있는지, 모양 은등 잎끝모양 : 갑자기줄어드는지, 꼬리처럼길어지는지등 포자낭군 : 붙는부위와색깔, 모습등, 또어느부위부터포자낭군이달리는지등 중축 : 인편이붙는지, 날개가있는지, 골이파였는지등 12
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 인편 : 엽병의인편은어떤모양이고색깔은, 또는많고적음여부등 엽병 : 색과길이, 그리고인편이붙는위치등등 근경 : 옆으로기는지직립하는지여부 새순 : 어떤모습으로새순이올라와잎 이전개되는지등등 2-4- 나. 양치식물의분류 양치식물문은중심주의존재, 유성세대와무성세대의독립성과규칙적인교배, 포자생산, 대소엽의발생및특색등과같은특징에의해서 6 개의강으로분류된다. 양치식물 문의 6 개의강은화석솔잎란강, 솔잎란강, 석송강, 속새강, 양치식물강, 원나자식물강이있다. 이중화석솔잎란강과원나자식물강은현재존재하지않고나머지 4 개의강의식물만현존하고있다. 양치식물은진정한잎과뿌리가없는솔잎란류 (Psilopida), 뿌리가있고잎이나선상으로배열된석송류 (Lycopsida), 잎이돌려나고뿌리가있으며관절과능선이있는속 새류 (Sphenopsida) 및뿌리, 잎, 줄기가뚜렷하고잎이크며엽극 ( 葉隙 ) 이생기는양치류 (Pteropsida) 등크게 4 개로나뉜다. 1) 화석솔잎란강화석식물로서가지가 2개로갈라지고, 가지의표면에서는광합성이이루어진다. 포자낭은 2개씩가지끝에달리고, 포자는동형포자이다. 고생솔잎란속은고생대실루리아기로부터데본기에걸쳐살았던화석식물로가장오래된육상식물이며, 오늘날알려져있는가장원시적인양치식물이다. 2) 솔잎란강 3종이있으며, 주로열대및아열대지방에서자란다. 우리나라에도제주도의남쪽서귀포근방의습기가많은바위틈에서솔잎란이자란다. 화석종처럼가지가둘로갈라지고뿌리가없으며잎은작거나비늘같은모양이다. 지하경은원생중심주이고지상부는관상중심주이다. 솔잎란강에는솔잎란목이있다. 3) 석송강잎에는 1개의맥이있고, 포자낭에서는동형포자와이형포자를생산한다. 아포체 * 는뿌리, 줄기, 잎으로분화되고, 소엽은나선상으로배열된다. 소엽은줄기표면의돌기로부터진화된것으로, 대개 1개의엽맥이있으며, 잎이중심주에서갈라질때엽극이생기지않는다. 성송강에는현재석송목, 부처손목, 물부추목식물들이현존하고있다. 4) 속새강아포체는진정한뿌리, 줄기, 잎으로구성되고, 마디가뚜렷하며비늘같은잎이마디에서윤생한다. 습한곳에서잘자라며, 마디에비늘같은윤생엽이달린다. 근경에서정생포자수를가진생식경이먼저나오고, 많은윤생지가달린영양경은나중에나온다. 속새강에속하는식물들은규소를많이포함하고있다. 속새강에는속새목이있다. 속새목의속새과에는화성종도있다. 5) 양치식물강뿌리, 줄기, 잎이발달되어있다. 뿌리는 * 아포체 : 홀씨체와비슷한말로, 조류나고사리따위의세대교번을하는식물에서홀씨를만들어무성생식을하는세대의식물체. 13
자연보존 부정근이고, 줄기는대개근경이며, 대엽이나선상으로나있다. 대엽은잎이중심주에서 갈라질때엽극이생기고, 대개엽신이크며, 엽맥이여러번갈라진다. 양치식물강은 4 개의아강으로분류되는데, 원시양치아강은화석식물이다. 진정포자낭아 강과고비아강은살아있는것과화석으로된것이있다. 소포자낭아강은현재살아있는양치류의대부분이며, 고사리목, 네가래목, 생이가래목등이포함된다. 특히고사리목은 260 속 900 종으로양치식물의대부분이이에속하고초본성, 덩굴성, 목본성인것도있다. 6) 원나자식물강데본기로부터석탄기에생존되었던양치식물이다. 계통적으로는나자식물인코르데이타목과직접관련이있는것으로생각된다. 양치식물의사는곳은앞에서말한바와같이다양하다. 그중물에서사는양치식물을수생양치식물이라고말한다. - 물부추과 : 물속또는물가등습지에서 자란다. 줄기는짧고덩이모양, 선모양의잎이뭉쳐난다. - 생이가래과 : 생이가래 Salvinia natans(l.) Allioni 양치 식물문고사리강생이가래목일년생부유식물. 괴어있는물위에떠서자란다. 잎의일부가뿌리처럼변해물속의양분을빨아들인다. 물위에뜬잎은좌우에 깃처럼배열되고타원모양이며가장자리가밋밋하고양면은원줄기와더불어잔털이있다. 가을에는물에잠기며잎밑부분에서작은가지가갈라진다. - 물개구리밥과 - 물고사리과 - 네가래과 수생식물에대하여간략히알아보자. - 수생식물이란? 수생식물은식물중물속에서살아가는 종류를말한다. 수생식물에는물위에떠서뿌리를내리는개구리밥이나부레옥잠같은식물과, 물밑에뿌리를내리고물위에잎이나꽃이피는수련과같은식물, 그리고 땅속줄기나뿌리를물밑에내리고잎이나줄기의일부가물위로솟아올라꽃이피는붓꽃이나부들과같은식물등여러가지가있다. 이러한식물에게는물이많은환경이 해가되지않는데, 이와같은수분이지나치게많은토양이나물속에서는공기, 특히산소부족에견디는일이중요하다. - 수생식물의분류 수생식물은식물들이살아가는생태계에따라식물을묶어놓은것으로독립적인종으로보지않기때문에문으로분류할수없다고생각된다. 2-4- 다. 대표적양치식물의한반도분포역이제까지밝혀진자료에의하여판단하면한반도에자생하는과는 15 개정도이다. 양치식물은습하고그늘진곳, 또는건조한곳, 양지바른곳까지모두자생하고있다. - 부처손과부처손과와속의분포북한은대체로금강산과장수산을잇는선으로볼수있으나그이북인평양, 함흥, 낭림산, 관모 봉에서도기록되었다. 부처손 (Selaginella tamariscina) 은양지바르고건조한곳의바위에붙어산다. 대체로금강산이남의산지에분포하나관 모봉, 함흥지역에도분포한다. 구실사리 (Selaginella rossii) 는금강산, 장수산이남의태백산맥, 소백산맥을중심으로해얀까지분포하고있어그분포역이비교 적분명하다. 14
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 - 고사리삼과고사리삼속의대부분은금강산과교동도를 잇는선이남에널리분포하나평양지역과백두산에도격리분포하고있다. - 고사리과고사리과에는 27 종이알려져있다. 이들 중에서우리에게가장알려진종은고사리 (Pteridium aquilinum var. latiusculum) 일것이다. 고사리는울릉도, 제주도를포함해서북으로금강산, 철원, 천덕산, 교 동도, 소청도, 대청도, 백령도, 장산곶, 초도, 석도, 평양으로이어지는연결선이남에고르게분포하며, 북으로함흥, 칠보산, 관모봉, 포태산, 백두산에분포한다. 분포역으로만보면남한의개체군과관모봉일대의개체군그리고그중간에함흥의개체군이존재하는것으로보이나이들사이에어떤차이가있는지는아 직알수가없다고한다. - 면마과모양만으로동정이가능한십자고사리 (Polystichum tripteron) 는낙엽성으로난 지에서는상록성인것이알려져있다. 그러나한반도에서의십자고사리가지역에따라어떤생활형의차이가있는지는아직분명치않다고한다. 분포역을보면 대체로금강산, 명성산, 지장봉, 수양산, 장산곶을잇는선이남에분포하나한우산, 화앙산, 금오산 ( 경남 ), 와룡산, 벽방산, 불모산일대의경남지역과유달산, 승달 산, 진도일대의전남서부에는분포하지않으며, 북쪽에서는함흥, 묘향산, 원산일원에서발견되는등이특이하다. - 꼬리고사리과 이과에는꼬리고사리속 (Asplenium) 에 18 종, 거미일엽초속 (Camptosorus) 에 1 종이있다. 꼬리고사리 (Asplenium incisum THUNB.) 는남한에서는보편적으로분포 하는종으로서주로금강산, 용화산백운산 ( 경기강원경계 ), 천덕산, 감악산, 교 동도이남에분포하며, 동해안에서는함흥, 칠보산그리고서해안에서는장산곶, 석도, 평양까지북상하여분포하고있다. 고비, 황고사리, 고사리의분포형과어느 정도유사하다. 2-5. 지의류 ( 地衣類, lichen) 균류 ( 菌類 ) 와조류 ( 藻類 ) 가조합을이루어상리공생 ( 相利共生 ) 하는식물군을지의류라고한다. 조류와균류단독으로는만들수없는 지의산 을대사산물로생산하는특징 이있다. 종종균류의부속군으로공생체중인균류의각군에따라균류중에서부수적으로다루어지기도하지만문 ( 門 ) 과문의공생체이고, 독립적인군으로취급하는것이적당하다. 균류가조류를둘러싸고있으며균류는균사로서물을흡수하여보존하고, 조류는광합성을하여균류와자신이필요한영양분을만든다고생각하기때문에공생 ( 共生 ) 한다고보 고있다. 그러나실험결과에의하면조류는혼자서살수있어도균류는혼자서살수없다고한다. 따라서균류가조류에의존한다. 한편, 양자의결합으로조류나균류가혼 자서는살수없는환경에서도살아가고있다. 균류는조류가살고있는물속까지는들어가지못해도, 지의류는다른식물이도저히살수없는추운극지와높은산에서밖 으로나온바위면에붙어사는데, 특수화학물질을배출하여바위면을분해시켜서토양을만들므로, 다른선태류가들어갈수있는터전을만들고있다. 외형적으로는고착지의 (crustaceous lichen): 식물체가소형이고기물에밀착하는것 ( 예 : Graphis, Chiodecton), 엽상지의 (foliaceous lichen): 엽상체가편평하고기물에서유리되 15
자연보존 는것 ( 예 : Lobaria, Umbilicaria 등 ), 수상지의 (fruticose lichen): 식물체가길게신장하여 가지가갈라지는것 ( 예 : Roccella, Parmotrema, Usnea 등 ) 의 3 형이있다. 열대에는제 1 형이, 한대에는제 2 형의것이많으며육안적인크기의식물로서는가장내한성이강하다. 2-5- 가. 지의류의분류지구상에서자라는지의류는 400 속약 2 만종이넘지만대개가자낭균류를구성분자로하는자낭지의류이며, 담자지의류는 20 종내외가알려져있다. 담자균류도조류와조합을이루기도하지만대다수의균체 는레카놀목 ( 目 Lecanorales) 자낭균류 (Ascomycetes) 에속한다. 지의조도거의반이상은단세포녹조류인트레보욱시아속 ( 屬 Trebouxia) 에속한다. 지의류와결합하는조류는 26 속인데, 녹조류가 17 속, 남조류 가 8 속, 황조류가 1 속을차지한다. 지의류의분류체계로서는여러방법이있으나, 거의가균류에중점을두고있으며, 자기의구조로크게나눈다음지의체의외형 과구조로잘게나눈다. 종 ( 種 ) 의식별에있어서는형태뿐만아니라체내에들어있는성분도큰거점이되어왔다. 지의류는고착지의 ( 固着地衣 :Crustose lichenes) 엽상지의 ( 葉狀地衣 :Foliose lichenes) 수상지의 ( 樹狀地衣 :Fruticose lichenes) 로크게구분한다. 고착지의는바위면이나나무껍질등에붙어서자라며겉에무늬처럼나타 날뿐높이가없으나때로좁쌀같은돌기가생긴다. 엽상지의는석이처럼잎모양이며뒷면에고착부가있어바위면에고정된다. 수상지의는원대가자라면서가지처럼 옆으로갈라져서나무같이보인다. 2-5- 나. 지의류의분포 전세계에분포하고있고특히식물이잘 자라지못하는열악한환경에서우점종으로나타난다. 생물체중최극단과최고지에서도 자랄수있는종류이다. 엽상체라고부르는지의류의몸체는고착형 (crustose) 엽상형 (foliose) 수상형 (fruticose) 이있다. 고착형엽상체는건조지에, 엽상형엽상체는강우량이 많은곳에나타나고, 수상형엽상체는다습한지역에나타난다. 베르루카리아세르풀로이데스 (Verrucaria serpuloides) 는남극의해안에거대한군락을이루고있으며, 레카노 라에스쿨렌타 (Lecanora esculenta) 는사막의모래속에자라는데바람이불면날아다녀옛날에는하늘에서떨어지는 만나 라고여겨져사람과가축의먹이로이용되었다. 2-5- 다. 지의류의중요성 20 세기초엽에식물생태학자들은특정한지역에서지의류가한꺼번에죽는이상한현 상을목격하였다. 그원인을조사하던연구자들은이내대기오염을원인으로지목했는데이는지의류의성장특성을고려할때충분히가능한일이었다. 다른식물들과달리 지의류는토양에서양분을섭취하지않는다. 그대신비, 눈, 공기등에들어있는영양분과무기질등을흡수해성장하는데만약지의류가집단적으로피해를입게되었다면주 원인은필경공기에서찾아야할것이다. 지의류는먼저도시인근에서죽기시작하였다. 1860 년에지의학자나일랜더 (William Nylander) 는파리에있는룩셈부르크정원에 서지의류 32 종을채집하였다. 그런데 1896 년에는한종도살아남지않았다. 나일랜더는 대부분의지의류는도시에서살기를단념한것같다. 그리고아직그곳에서발견되 는것은상태가매우불량해대부분생존이어려울듯하다. 라고기술하였다. 1912 년에서 1921 년사이에영국런던근교에서는지의류 129 종이관찰되었는데 1973 16
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 년재조사에서는오직 69 종만남아있었다. 비슷한시기에조사했던프랑스에서는 50 년 후에 2 종만간신히살아남았다. 이런사실은대부분유럽대도시들에서관찰되었다. 대기오염이증가하면지의류는다른어떤생물종들보다제일먼저영향을받는다. 지 의류는흡수한빗물과먼지들에포함된중금속과오염물질을체내에축적하기때문이다. 스웨덴어떤지방에서는 1942 년에한화학공장이세워지면서지의류가대부분소멸 되었는데 1966 년에공장이문을닫은후지의류가되살아나기시작하였다. 이처럼도시나공장에서배출되는대기오염물질의농도와지의류의생존율사이에밀 접한상관관계가있다는것이알려지면서 1971 년에약 1 만 5000 명의영국초중등학생들이도시주변의지의류조사에참가하였다. 이연구는영국도시들의대기오염도조 사에지의류를지표종으로사용하는효시가되었다. 대기오염정도를어떤한가지대기오염물질의농도만을측정해판단하기는어렵다. 그렇다고해서수십, 수백종류에이르는오염물질을일일이분석한다는것은대단히어려운일이다. 이런문제점을극복하는방법이바로지표종에대한조사인데, 여기에서 지표종은대기오염에예민한생물종을말한다. 그런생물종의존재여부를조사하면비록간접적이긴하지만비교적쉽게대기오염도를추정할수있는것이다. 지의류는바로대기오염지표종으로안성맞춤이다. 지의류는특히모든대기오염물질중에서가장중요한아황산가스 (SO 2 ) 농도에매우민감하게반응하는것으로증명되었다. 우리나라에서도지난 30 년동안이런지의류조사를여러차례실시했는데, 1975 년조사에서서울의가장중심부에해당되는종로의종각을중심적으로직경 10 킬로미터동 심원의내부가어떠한지의류도찾아볼수없는소위지의사막 ( 地衣沙漠 ) 이라는사실을 증명하였다. 1991 년조사에서는직경 15 킬로미터동심원내부가모두지의사막에속하여심지어북한산의인수봉, 도봉산의만장봉큰바위들이지의류의사체로하얗게 변한것을발견하기도하였다. 우리나라대도시에서발생하는아황산가스오염은대부분황성분이많이포함된무연탄과휘발유, 경유, 벙커 C 유등난방연료와 자동차연료사용에서기인하였다. 그런데우리나라의경제사정이나아지면서 1980 년대중엽부터는무연탄사용이대폭줄어들고 1990 년대에이르러서는석유류제품의유황 함량도크게낮아졌다. 그결과대도시의아황산가스농도도급속도로낮아졌는데서울, 부산, 대구등 6 대도시의아황산가스평균농도는 2000 년에이르자 1990 년의농도에 비해 5 분의 1 정도에불과하게되었다. 이렇게아황산가스오염도가낮아지면서최근서울과대도시주변에서지의류가다시소생하고있는것을쉽게확인할수있다. 실 제로요즘에는관악산, 청계산, 북한산등은물론시내공원과남산에서도많은지의류들이살고있다. 그리고지의류는대기오염지표종 (Airpollution Monitor) 으로서다음과같은특징을가진다. 1 많은지의류종들은지역적으로분포의범위가넓어서장거리의대기오염변 화를모니터할수있다. 2 지의류의형태적특징이계절에따라서변화가심하지않고일년동안오염물을축적할수있다. 3 지의류는일반적으로매우오랜기간동안살아간다. 4 지의류는또한오염에민감하기때문에지표생물로서매우적합하다. 이러한 17
자연보존 민감성은지의류가뿌리가미약하기때문에토양의양분을취하는것이부적 합하여지의류가지의체 (thallus) 전체를이용해서수분과가스를교환하기때문이다. 따라서이들조직의내용물은은대기중의양분과오염원에대해 서매우크게반응한다. 5 지의류는또한내부수분항상성을유지하기위해서약한보호조직과세포의형태를필요로하며많은지의류들은하 룻동안매우다양한건조와수분축적과정을경험하게된다. 지의류가물기를함유하고있을때에는양분과오염물질이지의류의전체표면을통해서흡 수되고, 건조해진동안에는양분과많은오염물질들이천천히지의류내로방출되는형태로대규모로축적되며 ( 세포벽으로흡수, organelles 안쪽에저장되 거나세포사이에서결정화됨 ) 많은비가내릴경우양분과오염물질이천천히방출된다. 6 지의류의형태학적인차이는잘알려지 지않은복합적인요인들의결과인오염에대한민감성수준의차이에의해서나타난다. 2-5- 라. 지의류의대사활성도에영향을미치는요인들지의류의대사활성도는균체의수분함량에크게영향을받는다. 광합성속도는수 분함량이 65~90% 일때가장왕성하고건조기에점점낮아져 30% 이하일때는거의측정할수없다. 호흡도수분함량이낮아짐에따라감소하나, 건조할때도일정한정도 로유지된다. 급격한건조는지의류를보호하는한방법이된다. 즉습기가없는지의류는과도한온도와빛에보다잘견뎌낸다. 지의류는수분을보유할수있는메커니즘 이없으므로쉽게잘말라버린다. 쉽게건조하고또쉽게수분을흡수하는점이지의류 가느리게장하는이유중의하나이다. 지의류의대사활성도는또한온도와빛의영향을받는다. 광합성은 15~25 o C 에서가장왕성하며, 겨울철보다봄과여름철에더많은 빛을필요로한다. 지의류의광합성기구는낮은온도에서도뚜렷하게활성을보이며영하의기온에서도탄소를고정시키기도한다. 3. 생태학습활용 3-1. 독버섯과식용버섯의경계 독버섯에의한중독사고가매년발생하고있는이유는대부분의사람들이야생버섯에대한정확한판별지식이없고, 식용버섯과독버섯에대한잘못된판별방법이일반인 들에게인식되어있기때문이다. 그럼일반적으로잘못인식된식용버섯과독버섯의판별방법을알아보자. 1) 식용버섯이란? 첫째, 색깔이화려하지않고, 원색이아닌것. 둘째, 세로로잘찢어지는것. 셋째, 대에띠가있는것. 넷째, 곤충이나벌레가먹은것. 다섯째, 요리에넣은은수저가변색되지않는것. 2) 독버섯이란? 첫째, 색깔이화려하거나원색인것. 둘째, 세로로잘찢어지지않는것. 셋째, 대에띠가없는것. 넷째, 곤충이나벌레가먹지않은것. 다섯째, 요리에넣은은수저가변색되는것. 여섯째, 가지나들기름을넣고요리하면독성이없어진다는생각. 대부분사람들은위의판별방법이옳다 18
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 고생각한다. 하지만이판별방법으로는식용버섯과독버섯을완벽하게판별할수없 으며, 위의방법과다른예외적인것들이있다. 사람들은버섯의생김새나색을통해버섯을구분하는데독버섯과식용버섯이유사한것들이많기때문이다. 어떤버섯들은독성분을가지고있지만한편으로는약용으로이용된것으로어떨때는독장용을하고어떨때는식용으로사용할수있어서독버섯과식용버섯의경계가 애매모호하다. 식용버섯인표고버섯이나, 팽이버섯이나, 느타리버섯은날것으로먹으면소화기계의중독을일으켜날것으로먹을때는독버섯으로취급된다. 하지만이런버섯 에포함되어있는독성분은가열하면독성분이사라져우수한식용버섯이된다. 예를들어양송이버섯은발암물질이들어있지만버섯자체가암을유발하는가는알려져있 지않다. 이것도식용버섯이면서동시에독작용을하기도한다. 그런데독은맹독을포함하고있어도함량이미량이고사람의체내가대사시킬수 있는정도의양이라면중독을일으키지않는다. 오히려소량은약으로이용할수도있다. 그리고독버섯은크기, 어린것, 노쇠한것등의독버섯의양이다르고또날것으로먹 느냐, 음식으로만들어먹느냐에따라달라진다. 버섯을기름에튀기거나, 끓이고, 말려서먹을때독성분이많이파괴되므로치사량을측정하기어렵다. 독버섯에관한잘못된속설이있다. 첫째, 버섯의색깔이화려하면독버섯이라고하는데이말은항상옳은말은아니다. 달걀버섯은색이빨갛고예쁘지만맛이 좋은식용버섯인반면, 누런색을띠는삿각외대버섯은수수한색깔이지만독버섯이다. 둘째, 독버섯의자루는세로로찢어지지않으므로자루가세로로찢어지는버섯은식 용버섯이라는속설이있는데, 독우산광대버섯과삿갓외대버섯등은대표적인독버섯이 지만자루가세로로잘찢어진다. 셋째, 가지를버섯과같이먹으면버섯독이없어진다는속설이있는데, 가지가음식에의한중독을해독시키기는하지만버섯 의독성분을해독시키지는못한다. 넷째, 은수저에닿으면색깔이변한다. 이것은알광대버섯등유황을함유한독버섯의경우에는해당되지만다른독버섯에는맞 지않는다. 다섯째, 그물버섯류에속하는것중독버섯은없다고하는데일부그물버섯류에서독성분이검출되기도한다. 여섯째, 나무에서자라는버섯은먹을수있다고하는데, 나무에서자라는대표적인독버섯은화경버섯이다. 일곱째, 싸리버섯류는식용버섯으로알고 있는데노란싸리버섯은설사를일으키므로독버섯으로분류된다. 여덟째는곤충이나달팽이가먹은버섯은먹을수있다는속설이있는데실제곤충이 나민달팽이등은독버섯을먹고생활하며보금자리로이용하기도한다. 버섯을먹고중독증상이나타나면우선토하게하고토한가검물과함께병원으로 후송하는것이제일좋다. 병원에도착하면의사에게상황을자세하게설명하고가검물에서어떤독기운이검출되는가에따라치료하는것이좋다. 3-2. 솔이끼와우산이끼의생활사 + 고사리, 종자식물중학교 1 학년과학 8 종교과서중 7 종교 과서에서이끼의관찰을다루고있다. 교과서에따라서우산이끼또는솔이끼한가지만다루는것도있으나가능하면같이다루는것이좋을것같다. 19
자연보존 우산이끼와함께솔이끼에대해서공부하고이끼류 ( 선태식물 ) 를독립된식물무리로 생각하기보다는고사리, 종자식물들과연관지어비교설명하는것이가장좋은방법이다. 이를통해고사리와우산이끼를비교하여 공통점과차이점을말할수있으며, 선태식물인이끼류가수중식물에서육상식물로진화하는중간단계의위치에있다는주장에대한증거를제시할수있다. 더나아가 식물의진화과정을배울수있다. 솔이끼와우산이끼의생활사를가르쳐주기에앞서장정기, 장란기, 엽상체등용어에대한이해를한뒤표본을보여주며생 활사를가르치는것이효율적이다. 이것을수업의연장선으로집주변에서이끼사진을촬영토록하는것도좋은방법이될것이다. 이렇게생태학습활용으로이용될수있다. 그림 3-1. 우산이끼의생활사. 학생들에게가르쳐야할내용가. 우산이끼와솔이끼의생김새 1) 몸의구조, 장정기와장란기의생김새와위치, 헛뿌리의위치와생김새 ( 우산이끼의헛뿌리는끝부분이갈라지지않고, 솔이끼의헛뿌리는끝부분이갈라져있다 ) 2) 장란기는천없는우산모양이며, 안쪽에노란색의포자낭이생긴다. 그림 3-2. 솔이끼의생활사. 나. 우산이끼와솔이끼의생활사 1) 이끼는배우체로서자웅이주이다. 고사리와비교되는현상으로고사리는포자체로서무성세대에해당되지만이끼는 배우체로서유성세대에해당된다. 2) 용어는제시되지않는것이바람직하다. ( 중학교 1 학년으로서는이해하기가어렵다.) 3) 세대교번을차트를이용하여설명한다. 그림 3-3. 고사리의생활사. 20
류등, 식물의다양성 - 하등식물의생태학습 다. 선태식물의특징 1) 녹색을띠며광합성을한다. 2) 관다발이없으나, 키가작고, 습지에사는등적응현상을보인다. 3) 정자가장란기로이동할때는물이필요하다. 이와같은특징은수중식물에 서볼수있는일반적이특징이다. 감사의글 서원대학교, 서원인의동기적, 적극적, 반성적인팀학습프로젝트 (SMART-Learning Project) 로수행했다. 한국의식용 독버섯도감. 조덕현저. 일진사. 2009. 한국선태식물목록 ( 국립수목원 ). 식물지리. 이우철, 임양재저. 강원대학교출판부. 2002. 현대식물분류학. 이유성저. 우성. 2000 2 차개정증보판. 한국양치식물도감. 한국양치식물연구회저. 지오북. 2006. 해양생물. 김웅서. 대원사. 해양생물학. 동화기술. 해양생물학. 윤성규 홍제상공저. 아카데미서적기초균류학. 네이버백과사전. 참고문헌 산림문화 교육 ( 산림청 ). 21