글로벌 세계 대백과사전/생물II·식물·관찰/식물의 계통과 분류/양 치 식 물/양치식물의 진화

석송류로의 진화

石松類－進化

리니아·프실로피톤·아스테록실론·석송을 놓고 그 줄기의 겉모양과 중심주를 비교해 보면, 작은잎과 중심주의 진화 순서를 알 수 있다. 즉, 줄기를 비교해 보면 리니아의 줄기는 아무런 흔적이 없이 드러나 있고, 프실로피톤은 가시 모양의 돌기가 나 있으며, 아스테록실론은 비늘조각잎 모양이다. 그러나 뒤의 2종류도 잎맥이 없으므로 완전한 형태의 잎이라고는 말할 수 없다. 완전한 형태의 잎은 석송에 이르러서야 비로소 나타난다. 한편, 중심주도 잎 진화와 병행하여 리니아·프실로피톤의 원생 중심주에서 아스테록실론의 방사 중심주를 거쳐 석송의 배복 중심주로 진화되었다고 생각된다.

고사리류의 진화

bracken類－進化

고사리류의 진화 정도를 나타내는 특징으로서 종전에는 포자낭의 환대가 중요시되어, 그것을 기준으로 하여 과(科)를 원시적인 것에서 고등한 것으로 배열하여 왔다. 그러나 이 분류법으로는 고사리류를 계통적으로 완전히 분류할 수는 없다. 따라서 이와 다른 방법으로서, 솔잎란·고생양치류의 화석과 현존하는 고사리류를 비교하면 다음과 같은 사실을 알 수 있다. 즉, 처음에는 포자낭이 가지 끝이나 잎 가장자리에 붙어 있었으나 이것이 점차 잎 뒷면으로 옮겨졌다고 생각된다.

이러한 점에서 볼 때, 박낭양치류는 계통적으로 두 갈래 과정을 더듬어 왔다고 생각된다. 그 중 한 갈래는 포자낭군이 비교적 새로운 지질 시대(아마도 제3기 이후)에 잎 가장자리에서 뒷면으로 옮겨진 무리(연생류)이며, 다른 갈래는 먼 옛날(아마 석탄기)에 이미 옮겨져 있던 무리(면생류)이다.

연생류에는 고비과·시자에아과·처녀이끼과·고사리과 등 현재에도 여전히 포자낭군이 가장자리에 생기는 것과, 뒷면에 옮겨지고 있는 상태의 넉줄고사리와, 이미 이행이 끝난 꼬리고사리과가 포함된다.

또한, 일엽아재비과는 염색체수가 로리고사리과의 것과 가까우므로 역시 연생류에 포함시킬 수 있다. 한편, 면생류는 고비과의 일부(토테아속)인 실고사리과·풀고사리과·면마과 등이 포함된다.

고사리의 생활사

bracken類－生活史

양치식물의 형태나 생활을 알아보기 위해서, 산과 들에서 흔히 볼 수 있는 고사리를 예로 들어 그 생활사를 간단히 살펴본다.

고사리의 몸

우리가 보는 고사리의 몸체는 포자체로서, 마치 하나의 잎처럼 보이기도 한다. 이들의 줄기는 뿌리를 내면서 땅 속에 가로로 뻗는 땅속줄기로서, 이를 특히 '뿌리줄기'라고도 한다. 잎은 뿌리줄기로부터 드문드문 갈라져 나오며, 잎몸과 잎자루로 이루어져 있다. 잎자루의 밑부분은 가는 갈색털로 덮여 있으며, 잎몸은 깃꼴 겹잎(우상 복엽)으로 가늘게 갈라지는데, 그 작은잎은 특히 '잎조각(우편)'이라 불리며, 이것은 다시 깃털 모양의 '작은잎조각(소우편)'으로 갈라진다. 이러한 생김새는 양치식물의 독특한 특징이며, 특히 고사리는 2, 3회 깃꼴로 분열한다. 한편, 일엽초처럼 잎이 갈라지지 않는 것은 '홑잎'이라고 한다.

땅 속을 가로로 길게 뻗은 뿌리줄기의 관다발은 안팎 이중의 고리를 갖는 다환 중심주를 이룬다. 한편 잎자루 관다발의 횡단면은 U자 모양이다.

포막과 포자낭

잎 뒷면에는 포자낭군이 포막에 덮여 있는데, 여기서의 포막은 작은잎조각의 가장자리가 뒤쪽으로 휘어 얇은 막으로 되어 있는 것을 말한다. 그러나 이것은 원래의 포막이 아니므로, 정확하게는 '헛포막'이라고 한다. 원래의 포막은 퇴화·축소되어 헛포막에 가려져 있다. 이와 같은 고사리류의 포막은 그 생김새가 여러 가지이므로, 속(屬)을 분류하는 데 있어서의 기준이 되고 있다.

헛포막을 떼어내면 많은 흑갈색의 작은 입자들이 뭉쳐져 있는 것을 볼 수 있는데, 이것이 포자낭군이며 작은 입자가 바로 포자낭이다. 이러한 포자낭군의 위치나 모양도 속 분류의 기준이 된다.

포자낭의 벽은 1층의 세포로 되어 있으며(이러한 포자낭을 소낭 또는 박낭이라고 한다), 2, 3열의 세포가 배열된 가는 자루를 가지고 있다. 또한 3/4 정도는 후막 세포의 띠로 둘러싸여 있는데 이 띠를 '환대'라고 한다. 환대의 발달 정도와 위치는 고사리류 각 과의 진화 정도를 나타내는 것으로서 과를 결정짓는 중요한 기준이 되고 있다.

고사리의 생활

－生活

포자낭 안에는 약 64개의 포자가 만들어지는데, 이들은 환대의 운동에 의해 튀어나가게 된다. 땅에 떨어진 포자는 발아하여 하트형의 전엽체(배우체)가 되며, 그 위에 암 ·수의 생식 기괄(장란기와 장정기)이 만들어진다. 장정기 안에 생긴 정자가 헤엄쳐 장란기에 이르면, 곧 그 안의 난자와 수정하게 된다. 그 결과 장란기 안에는 배가 형성되며, 배는 휴면하지 않고 생장하므로 전엽체에서 싹이 터 새로운 고사리의 몸(포자체)이 된다.