글로벌 세계 대백과사전/생물II·식물·관찰/식물의 계통과 분류/겉 씨 식 물/겉씨식물

겉씨식물

－植物

겉씨식물은 중생대 시대에 무성했던 목본 식물들로서, 꽃은 모두 암꽃, 수꽃으로 구별되는 단성화이고 꽃잎과 꽃받침이 없으며 풍매화이다. 종자식물(種子植物) 중 씨에 보호기관이 없는 식물로서 나자식물(裸子植物)이라고도 하며, 속씨식물에 상대되는 분류군이다. 목질부는 헛물관으로 되어 있으며 체관부에서는 반세포를 볼 수 없다. 잎은 대형의 겹잎에서부터 소형의 바늘 모양잎, 비늘조각잎 등 여러 종류이다. 꽃은 단성(單性)이고, 화분주머니와 밑씨가 각각 결합하여 수꽃과 암꽃을 만들며 보통 꽃덮이는 없다. 둥근 열매를 맺는 소나무·잣나무류는 밑씨가 단단한 포린(苞鱗)으로 덮여 있어 꽃덮이처럼 보이지만, 이 포린은 가지와 상동기관으로 잎과 상동인 속씨식물의 꽃덮이와는 분명히 다르다. 밑씨〔胚珠〕는 심피(心皮)에 싸여 있지 않고 노출되어 있으며, 보통 1장의 주피(珠皮)에 싸인 주심(珠心)으로 이루어진다. 주심에서 분화한 배낭모세포가 감수분열하여 배낭세포를 만들고, 다시 체세포 분열을 되풀이하여 많은 양의 전분을 저장한 다세포배낭이 된다. 이것은 속씨식물의 배젖〔胚乳〕에 해당하는 부분이며 수정 전에 형성되는 것이 겉씨식물 특유의 현상이다. 화분은 바람에 의해 수분(受粉)되면 밑씨 속의 주피와 주심 사이에 있는 화분실로 들어가서 수정할 때까지 몇 달 동안 여기에 머무르며 정자와 정세포(精細胞)를 만든다. 밑씨 속에서 배젖 형성이 끝나면 수정이 이루어진다. 발아 후 생기는 떡잎 수는, 은행나무는 2개, 소나무·잣나무류는 6-12개로 다양하다. 소철강, 구과식물강, 주목강 등 3강으로 나뉘며, 소철, 은행나무, 소나무, 전나무, 삼나무, 측백나무 등이 대표적인 겉씨식물이다.

소나무의 생활사

－生活史

겉씨식물의 생활사를 알기 위해서 현존하는 겉씨식물 가운데 종류가 가장 많고, 또한 널리 분포되어 있는 해송의 일생에 대해서 간단히 살펴보도록 한다.

해송의 꽃

海松－

4월 말경에 해송의 가지 끝에는 막대기 모양의 잎이 길게 자라는데, 그 끝에는 1개 내지 몇 개의 암적색을 띤 작은 타원형 암꽃(구화)이 달린다. 한편, 어린가지의 밑부분에는 이보다 큰 타원형의 황색 수꽃이 뭉쳐져 있다. 암꽃은육질의 비늘조각(종린)이 나선 모양으로 밀생되어 있는데, 그 각각에는 2개씩의 밑씨가 생긴다. 이 때, 비늘조각 1개는 각기 1개의 대포자엽이거나, 또는 1개의 암꽃이라고 생각된다. 한편, 수꽃은 많은 수술(소포자엽)이 나선 모양으로 배열되어 있는데, 각 수술에는 2개씩의 꽃가루 주머니(소포자낭)가 있다.

꽃가루의 발아

－發芽

꽃가루 주머니에서 갓 방출된 꽃가루는 2개의 전엽체 세포와 꽃가루관핵 및 생식 세포의 4개 세포로 이루어져 있다. 꽃가루는 5월 초에 바람에 날려 암꽃에 닿아 구화의 비늘조각 사이에서 분비된 물방울에 붙게 된다. 그리하여, 물방울이 마르면서 꽃가루가 비늘조각 사이로 빨려들어가 밑씨의 주구에 이르면 마침내 수분이 이루어지게 된다. 수분이 된 꽃가루는 그대로 1년을 지낸 후, 다음해 5월 초가 되면 꽃가루관을 뻗어서 주심에 이른다. 생식세포는 꽃가루관 속에서 자루 세포와 정모 세포로 분열하며, 정모세포는 다시 분열하여 2개의 정핵을 만든다.

장란기 형성

藏卵器形成

한편, 비늘조각의 표피 밑에 있는 1개의 세포는 감수분열을 하여 세로로 배열된 4개의 대포자가 되는데, 그 중 가장 밑에 있는 1개만이 남고 다른 3개는 퇴화된다. 남은 대포자는 다시 그 안에서 핵분열을 되풀이하여 약 250개의 핵을 만드는데, 이 핵들은 주변에 모여서 포자벽을 따라 배열된다. 그 후 격벽이 만들어지면 다세포가 된다. 이와 같이 형성된 암배우체의 주구 가까운 곳에는 3-5개의 장란기가 생기며, 약 5일이 지나면 수정이 이루어진다.

배 발생

胚發生

꽃가루관은 주구를 지나 주심의 장란기에 이르면 정핵을 방출하는데, 그 중 1개가 난자와 합체하게 된다. 이와 같이 형성된 접합자의 핵은 2회 분열하여 4핵이 된 후 주병 쪽 끝으로 이동하고, 그 곳에서 다시 분열하여 8핵이 되는데, 이것은 위·아래의 두 층으로 나누어져서 8개의 세포가 형성된다. 그후 이들은 다시 분열하여 4층으로 배열된 세포층이 되며, 그 가장 위층은 크게 부풀어 접합자벽이 되고, 두 번째 층은 로제트 세포, 세 번째 층은 배자루가 되며, 가장 아래층은 분열하여 2차 배자루 세포와 배의 본체를 이루는 세포가 된다.

여기서 4개의 배세포는 각각 1개씩의 배를 만들므로 결국 1개와 장란기에서는 4개의 배가 생기는데, 때로는 로제트 세포가 배를 만들기도 한다. 또한, 주심 속에는 3-5개의 장란기가 만들어지므로 전체적으로 보면 밑씨는 20개 정도의 배를 만드는 셈이다. 이것을 '다배 현상'이라고 한다. 그러나 1개의 씨 속에서 성숙하는 배는 단지 하나뿐이며, 나머지 것들은 모두 생장 도중에 퇴화한다. 그 후, 배가 성숙하면 겉씨식물에서는 몇 개의 떡잎이 형성된다. 그 때문에 겉씨식물과 속씨식물을 구별하지 못하였던 시대에는 겉씨식물을 떡잎이 여러 장이라고 하여 쌍떡잎류로 취급하기도 하였다. 한편, 수정이 이루어질 무렵의 해송 암꽃은 녹색을 띠면서 길이 2cm 정도로 비대해 있다가, 12월경이 되어 씨가 익으면 이 구화(이 무렵에는 구과로 되어 있다)의 비늘조각이 벌어지면서 씨가 방출된다. 이 씨는 날개를 가지고 있어서 바람에 의해 멀리까지도 날아갈 수 있다. 이와 같이 수분이 이루어진 후 씨가 성숙되기까지에는 약 1년 반이라는 시간이 걸린다.