식물

1. 개요

지구 생태계의 물질 순환과 에너지 흐름에서 가장 기초가 되는 생산자 위치를 차지하고 있는 생물군이다. 흔히 우리가 주변에서 쉽게 접할 수 있는 풀과 나무부터 이끼, 고사리 같은 양치식물까지 모두 여기에 속한다. 학문적(생물학적) 관점에서는 계통분류학상 식물계(Plantae)에 속하는 생물들을 의미한다.

과거에는 균류(버섯, 곰팡이)나 미역, 다시마 같은 갈조류, 심지어 광합성을 하는 세균(남세균)까지 식물로 분류하기도 했으나, 현대 생물학에서는 엽록체 획득 방식과 세포 구조, 계통수상의 유전적 거리를 기준으로 엄격하게 구분한다. 이에 따라 미역이나 다시마는 원생생물계(원생알베올라타 또는 부등편모조류)로, 버섯과 곰팡이는 균계로 독립하여 식물에서 제외되었다.^{[1]일상생활에서 흔히 해초나 채소 취급을 받는 미역, 다시마, 김 등의 해조류는 식물계가 아닌 원생생물계로 분류된다. 식물로 알고 먹는 다수의 바다 풀이 생물학적으로는 식물이 아닌 셈이다.}

2. 주요 특징

식물을 다른 생물군과 구분 짓는 가장 결정적인 특징은 엽록체(Chloroplast)를 이용한 광합성 능력이다. 빛 에너지를 받아 이산화탄소와 물을 포도당과 산소로 변환하며, 이를 통해 스스로 영양분을 만들어내는 삼투영양성 자공급 생물이다.

세포 수준에서의 가장 큰 특징은 세포벽(Cell wall)의 존재이다. 식물 세포의 세포벽은 주로 셀룰로오스(섬유소) 성분으로 이루어져 있어 식물체에 강한 지지력을 제공한다. 또한 무기질과 수분을 세포 내에 저장하는 대형 중앙 포공(액포)을 가지고 있어 세포의 팽대압을 유지한다.

동물과 달리 스스로 이동할 수 있는 고유 운동 능력이 거의 없으며, 뿌리를 통해 지중 미생물 및 토양과 상호작용하며 정착 생활을 한다. 자극에 대한 반응은 호르몬 변화에 따른 일정한 방향의 성장(굴성)이나 세포 내 수분 압력 변화(경성)를 통해 매우 천천히 일어난다.

3. 분류 및 계통

식물계는 크게 관다발의 유무와 번식 방식에 따라 구분된다. 가장 원시적인 형태는 관다발이 없어 물과 영양분을 효율적으로 운반하지 못하는 선태식물(이끼류)이다.

이후 물관과 체관이라는 효율적인 수송 통로를 진화시킨 관다발식물이 등장했다. 관다발식물은 다시 포자로 번식하는 양치식물(고사리, 석송류)과 종자(씨앗)로 번식하는 종자식물로 나뉜다.

종자식물은 씨방의 유무에 따라 밑씨가 겉으로 드러나는 겉씨식물(소나무, 은행나무 등)과 씨방 속에 밑씨가 들어있는 속씨식물(현화식물)로 구분된다.^{[2]겉씨식물인 은행나무는 지구상에 단 1종(Ginkgo biloba)만 남아 있는 살아있는 화석이다. 속씨식물과 달리 정자가 헤엄을 쳐서 수수분을 하는 원시적인 특성을 그대로 유지하고 있다.} 속씨식물은 현대 지구상에서 가장 번성한 식물군으로, 떡잎의 개수에 따라 외떡잎식물과 쌍떡잎식물로 세분화되었으나 최근 유전자 분석을 통해 진정쌍떡잎식물군 등으로 재분류되는 추세이다.

4. 생태적 역할 및 인류와의 관계

지구 기후와 생태계를 유지하는 데 있어 절대적인 존재이다. 대기 중의 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출함으로써 지구의 기온을 조절하며, 수질 정화 및 토양 유실 방지 등 환경 유지 기능을 전담한다. 식물이 공급하는 유기물은 1차 소비자인 식식성 동물의 먹이가 되므로, 지구상 모든 동물의 생존을 받쳐주는 기초 기반이라 할 수 있다.

인류 문명의 발생과 발전 역시 식물과 궤를 같이한다. 농업을 통한 곡물 생산은 인류가 정착 생활을 시작하고 문명을 건설하는 결정적인 계기가 되었다. 식량 자원으로서의 가치 외에도 목재, 섬유, 약품 원료 등 산업 전반의 필수 자원을 제공한다. Modern 1차 산업의 핵심인 농업과 임업의 대상이자, 지구 온난화 및 기후 변화 위기 속에서 탄소 흡수원으로서의 중요성이 점차 증대되고 있다.

5. 여담