글로벌 세계 대백과사전/생물II·식물·관찰/식물의 생태와 형태/식물체의 체제/조직·조직계·기관

조직

식물 세포는 핵, 세포벽 등 여러 가지 공통된 형질을 갖는다. 한편, 다세포의 식물체, 특히 관속 식물처럼 조직 분화가 현저한 식물체에서는 갖가지 형태나 성질을 가진 세포가 서로 기능적으로 분업하여 하나의 개체를 이루고 있다.

특정한 형태나 기능을 가진 세포가 모여 있는 세포의 집합을 '조직'이라고 한다. 이와 같이 어떤 기능을 가진 세포가 모이면, 그 기능이 더욱 잘 완수될 수 있다. 예를 들어, 물관의 세포는 연속적으로 배열된 긴 관의 형태로 존재하므로, 물이 능률적으로 잘 통과할 수 있다. 뿌리털은 적당한 간격을 두고 뿌리의 표면에 분포하여 표면적을 넓힘으로써, 물을 능률적으로 흡수하는 경우와 세포가 적당한 간격을 두고 분산해 있는 경우가 있다. 식물의 조직에는 다음과 같은 것들이 있다.

표피

表皮

식물체의 표면을 덮어 내부의 조직을 보호하는 조직으로서, 보통 1층의 세포층으로 되어 있는데 때로는 2층 이상인 경우도 있다. 보통, 식물체의 지상부에 있는 표피세포 겉면에는 큐티쿨라층이 있어, 식물체에서 수분이 증발하는 것을 방지하고 있다.

기공

氣孔

표피 세포층에 있는 2개의 공변세포에 의해 만들어지는 구멍을 말한다. 기공 그 자체는 단순한 구멍으로서, 엄밀하게는 조직이라고 할 수 없다. 그러나 식물체의 호흡(광합성) 증산 작용과 밀접한 관계를 가지고 있으므로, 공변 세포를 그 구성 요소로 한 일종의 조직이라고 볼 수 있다, 공변 세포는 팽압 변화에 의해 모양을 바꾸어 기공의 개폐를 조절한다. 기공은 줄기나 잎, 특히 잎의 겉면에 많으며, 적당한 간격으로 분포되어 그 기능의 효율을 높이고 있다. 기공은 공변 세포의 주변에 다시 몇 개의 부세포를 수반하기도 한다.

털

털은 표피 세포로부터 만들어진다. 단세포로 이루어진 것과 다세포로 이루어진 것이 있는데, 주로 식물체를 보호하는 역할을 한다. 그러나 특정 물질을 분비하는 분비털도 있다.

뿌리털

뿌리의 표피 세포에서 유래된 것으로서, 뿌리가 토양에서 물이나 무기 양분을 흡수하는 면적을 증대시킨다. 뿌리털은 분열 조직이 있는 뿌리 끝에서 약간 떨어진 부분에 있으면서 흡수 작용을 한다. 뿌리털이 기능을 완수하는 기간은 비교적 짧으며, 뿌리가 오래 된 부분에서는 시들어 그 기능을 다하지 못한다.

유조직

柔組織

줄기나 뿌리 내부의 관다발을 제외한 대부분과 광합성을 하는 엽육조직(울타리 조직, 해면 조직)이 유조직에 포함된다. 한편, 유조직을 구성하는 세포를 '유조직 세포' 또는 '유세포'라고 하는데, 유세포는 그 모양이나 크기가 매우 다양하며, 이 곳에서 광합성·저장·분비 등의 생리적인 활동이 가장 활발하게 진행되고 있다

후각조직

厚角組織

일차적으로, 1차 세포벽이 불균일하게 두꺼워진 세포로 이루어져 있는데, 후막 조직과 함께 식물체를 지지하고 견고하게 하는 작용을 한다. 유조직과 밀접한 관계가 있는 조직으로서, 주로 줄기나 잎자루의 유조직 안에서 볼 수 있다.

후막조직

厚膜組織

2차 세포벽이 두꺼워진 세포로서, 대부분 원형질이 없이 견고하여 식물체 안에서 지지 기능을 하고 있다. 이 조직은 모양·기원·발생에 따라 섬유 세포와 보강 조직의 2종류로 나누어진다.

물관부

－官部

식물체 내에서 물의 이동에 관여하는 물관 또는 헛물관, 물관부 유조직·물관부 섬유를 포함하는 부분이다. 이와 같이, 물관부는 몇 개의 구성 요소로 이루어진 부분이므로, 다음의 체관부와 함께 '복조직'이라고 한다. 즉, 몇 개의 조직이 복합해서 만들어져 있는 부분이라는 뜻이다.

물관이나 헛물관의 세포에는 비교적 두터운 2차 세포벽이 만들어지는데, 후에 세포 속이 비게 되어 죽은 세포가 된다. 물관의경우, 세포 사이의 벽이 없어지고 위·아래의 세포가 연락되므로 식물체 내에 긴 관을 만들게 되는 데 비해, 헛물관의 경우에는 하나하나의 세포가 방추형이며 세포 사이는 막공에 의해 서로 연락된다. 한편, 물관과 헛물관의 벽은 두터워지는 방법이 다르기 때문에, 각각 독특한 모양을 이루고 있다.

양치식물이나 겉씨식물에서는 대부분 헛물관이 존재하지만, 속씨식물의 대부분에서는 그보다 발달된 체제의 물관이 존재한다. 물관을 가진 식물에서는 물관부 섬유를 볼 수 있는며, 헛물관과 섬유 세포 사이에는 갖가지 중간형이 있으켜, 그 모양을 엄밀히 구별할 수 없는 경우도 있다.

체관부

體官部

양분, 특히 당과 같은 유기 물질의 운반을 담당하고 있다. 체관부 중에는 이 외에도 체관부 유조직이나 체관부 섬유가 있으며, 또 겉씨식물의 체관에는 그 기능을 돕는 반세포가 부수적으로 존재한다. 이와 같이, 체관부도 물관부와 마찬가지로 여러 개의 구성 요소로 이루어진 복조직의 하나이다. 한편, 체관 세포의 위·아래 벽에는 많은 구멍(체공)이 있어 이 곳을 통하여 원형질이 연락되는데, 이 부분을 '체판'이라고 한다. 체관은 양치식물·겉씨식물·속씨식물 등의 모든 관속 식물에 존재한다.

세포간극

細胞間隙

세포 사이의 틈을 말한다. 이 부분은 주직은 아니지만, 조직 안에 있으면서 생리적으로 중요한 역할을 한다. 특히, 세포와 세포가 떨어져서 생기는 이생 세포 간극은 가스 교환에 이용되기도 한다. 이 밖에, 일부의 세포가 망가져서 생기는 파생 세포 간극 중에는 수지구나 점액도가 되는 것도 많다.

영구조직

永久組織

지금까지 설명한 각 조직은 모두 분열 조직의 활동에 의해 만들어지는데, 대부분은 스스로 다시 분열하는 일이 없다. 이런 조직을 '영구 조직'이라고 하며, 식물체의 대부분을 차지한다. 그러나 이른바 영구 조직의 세포에서도 잠재적으로는 분열 능력을 가진 것이 매우 많기 때문에, 최근에는 영구 조직이라는 용어를 거의 쓰지 않고 있다.

조직계

몇 개의 서로 다른 조직이 위치적인 관계나 생리적인 관계로서로 연속성을 갖고 있는 경우, 이것을 '조직계'라고 한다. 1개의 기관은 보통 몇 개의 조직계로 구성되어 있는데, 조직계의 구분에 대해서는 여러 가지 견해가 있다. 그러나 각각 그 나름대로의 주장이 뚜렷하므로 우열을 가리기가 어렵다. 대표적인 조직계의 분류 방법 중 3가지를 예로 들고자 한다.

작스의 조직계

－組織系

표피계, 기본 조직계, 관다발계로나눈다. 표피계에는 표피 세포·공변 세포·털 등이 포함되며,주로 보호 기능을 하고, 뿌리의 표피계에는 뿌리털이 있어 흡수의 기능을 가진다. 기본 조직계에는 유조직이 있어 기본적인 생리 기능을 가지며, 관다발계는 복조직인 물관부와 체관부로 이루어져 통도 기능을 담당하고 있다. 작스의 조직계는 줄기, 잎, 뿌리에 모두 적용할 수 있는 편리한 분류법이다.

판티겐의 조직계

－組織系

표피, 피층, 중심주로 나눈다. 줄기나 뿌리의 관다발이 분포하고 있는 부분을 포함한 그 내부를 중심주로 하고, 식물체의 표면을 에워싸는 부분을 표피로 하며, 표피와 중심주 사이를 피층으로 하는 방법으로, 계통적인 문제를 고찰하는 데 편리하다. 그러나 잎에서는 관다발이 평면적으로 분포하기 때문에 이 조직 분류법을 적용하기가 어렵다.

하벌란트의 조직계

－組織系

조직계와 조직과의 중간적인 분류법인데, 생리 작용을 중요시하는 점에서 매우 훌륭한 분류법이라고 할 수 있다. 분열 조직 외에 피부 조직·기계 조직·흡수 조직·동화 조직·통도 조직·저장 조직·통기 조직·분비 조직·운동 조직·감각 조직·자극 전달 조직의 11계로 나눈다.

이 방법은 성숙한 조직의 기능을 다루는 데에 대단히 편리하다. 그러나 식물의 조직 기능이 결정되는 것은 성장 과정의 비교적 후기 단계인 경우가 많다. 따라서, 성장 과정을 문제로 하는 연구 분야의 입장에서는 이 분류 방법을 사용하기 어렵다.

위에서 식물 조직에 대해 열거한 3가지의 조직계 분류 방법은 그 명칭이 보통 편의적으로 쓰이는 경우가 많고, 더욱이 때로는 구별 없이 사용되고 있기 때문에, 조직의 설명에 혼란을 초래하는 일이 많으므로 주의하여야 한다.

기관

관속 식물의 기관에는 줄기·잎·뿌리가 있다. 잎은 줄기의 둘레에 규칙적으로 배열되는데, 1개의 줄기와 이에 규칙적으로 배열되는 잎을 하나의 단위로 하여 '슈트'라고 한다. 꽃은 생식 기관으로서, 영양기관인 줄기·잎·뿌리와는 다른 기관으로 다루어지기도 한다. 그러나 1개의 꽃은 줄기에 해당하는 꽃대와 이에 붙은 꽃잎으로 이루어져 있으므로, 이것도 하나의 슈트로 간주할 수 있다.

기관의 기능

器管－機能

줄기와 잎은 보통 식물체의 지상부를 구성한다. 줄기는 식물체의 지지와 물질의 통도가 주된 기능인데 비해, 잎은 광합성이나 증산 작용에 관여한다. 한편, 뿌리는 지하부를 구성하는데, 토양으로부터 물과 무기 양분을 흡수하여 통도 조직으로 전달하고 또한 식물체를 지지하는 역할을 한다.

기관의 모양

器管－模樣

일반적으로, 줄기는 세로로 길고 둥근 기둥 모양이며, 잎은 빛을 쉽게 받아들이도록 평면적인 구조를 하고 있다. 한편, 뿌리는 줄기와 비슷하여 세로로 길고 둥근 기둥 모양인데, 분열 조직으로부터 새로 생긴 부분에는 뿌리털이 발달하여 흡수 기능을 돕는다. 줄기는 다시 여러 개의 가지로 나누어지며, 뿌리에는 곁뿌리가 발달한다

변태

變態

줄기·잎·뿌리는 각각 특징적인 모양이나 기능을 가지고 있는데, 때로는 원래의 형태에서 벗어난 모양이나 기능을 갖는 경우도 종종 있다. 그러나 식물 형태학에서는 고등 식물은 모두 줄기·잎·뿌리로 구성되어 있는 것으로 보고 있다. 따라서, 줄기·잎·뿌리 어느 쪽에도 속하지 않는 모양이나 기능을 가진 부분이라도 편의상 이들 부분에 포함시켜 해석하게 되는 것이다.

상동과 상사

相同－相似

식물계뿐만 아니라 모든 생물계에는 그 생김새나 기능은 서로 달라도 해부학적으로 본 기본 구조가 같은 경우가 있다. 그 이유는 원래 공통 조상의 동일한 부분에서 유래된 것이 생활 환경에 적응되면서 모습이 달라졌기 때문인데, 이러한 기관을 '상동 기관'이라고 한다.

예를 들어, 선인장 가시와 완두의 덩굴손은 모두 잎에서 유래된 것이므로 상동 기관이다. 한편, 기원은 서로 다르지만 생김새나 기능이 같아진 부분을 '상사 기관'이라고 한다. 예를 들어, 줄기가 변태된 탱자나무의 가시는 잎이 변태된 선인장의 가시와 상사 기관이며, 또한 잎이 변태인 완두의 덩굴손과 줄기가 변태된 포도의 덩굴손도 서로 상사 기관이다.

잎의 분화

－分化

부처손류에는 돌기상으로 보이는 잎이 있는데, 이들을 '작은잎(소옆)'이라고 한다. 이에 비하여, 현재 관속 식물의 잎은 돌기가 아니고 본래 두 갈래로 분리된 줄기의 한 쪽에 해당하는 부분으로, 이것이 돌기처럼 신장하지 않고 잎 모양으로 된 것으로 추측되므로, 작은잎에 대해 큰잎이라고 한다. 이와 같은 변화는 지질 시대의 오랜 세월을 거쳐 일어난 것으로, 현재는 이들이 고정된 형질이 되어 줄기와 잎으로 분화되어 있는 것이다.

조직·조직계·기관의 형성

식물체는 다수의 세포로 이루어져 있으며, 세포의 구조나 기능은 매우 다양하다. 모든 세포는 원래 미분화된 어린 세포에서 유래된 것인데, 어린 세포가 모여 있는 부분을 '분열 조직'이라고 한다. 다양한 세포들은 이 부분의 세포가 분열을 되풀이하고, 또 성장한 결과로써 만들어진 것이다.

분열조직

分裂組織

세포 분열을 하여 식물을 자라게 하는 부분으로서, 세포는 세포벽이 얇고 원형질로 충만되어 있다. 식물의 줄기나 뿌리 끝에 있는 생장점이 이에 속하며, 줄기·잎·뿌리 부분이 이 곳을 통해 만들어진다. 이들은 각각 식물체의 끝부분에 있으므로 '정단분열 조직'이라고 한다.

한편, 줄기나 뿌리를 굵게 하는 '측생 분열 조직'을 가진 식물도 많다. 측생 분열 조직에는 부름켜 (관다발 형성층)와 코르크 부름켜가 속하는데, 이들 분열 조직은 겉씨식물과 쌍떡잎식물 중에서도 특히 나무가 되는 식물에 잘 발달되어 있다.

위의 분열 조직 외에 '개재 분열 조직'도 있다. 예를 들어, 대나무류에서는 마디 부분이 비교적 빨리 성숙하는 데 비해, 마디와 마디 사이는 비교적 후기까지 천천히 생장하는데, 이 부분의 생장은 바로 개재 분열 조직의 활동에 의해 일어난다. 일반적으로, 개재 분열 조직에 의한 생장을 '개재 생장'이라고 한다.

원표피·원시 부름켜·기본 분열 조직

原表皮·原始－基本分裂組織

분열 조직에서 만들어진 세포는 몇 번의 세포 분열 후, 성숙한 조직 세포로 분화하여 활동하게 된다. 이 때 분열 조직에서 성숙된 조직으로의 중간 단계로서, 다소 분화하기 시작했으나, 아직 분열 조직적인 성질이 남아 있는 부분이 있다. 이 가운데 표피가 되기 시작한 곳을 '원표피', 관다발로 분화되는 부분을 '원시 부름켜', 기타 유조직 부분이 되기 시작한 곳을 '기본 분열 조직'이라고 한다.