겉씨식물

 

 

 

 

 

겉씨식물(나자식물)

gymnosperm

 

 

겉씨식물 (gymnosperm)은 종자식물 중에서 씨가 겉으로 드러나는 식물을 말한다. 나자식물(裸子植物)이라고도 한다.[1] 씨방 속에 씨를 품는 속씨식물에 대비해서 붙여진 이름이다.

 

종자식물을 크게 둘로 나누었을 때의 한 무리. 밑씨가 씨방 안에 있지 않고 드러나 있는 식물로, 구과 식물문, 소철문, 마황문, 은행문을 포함한다. 꽃잎은 없으며, 줄기에는 형성층이 발달하였으나 물관이 없고 헛물관을 갖는다. 남극을 제외한 모든 대륙에 걸쳐 있으며, 특히 온대 지방에서 잘 자란다. 우리나라에는 소나무, 잣나무, 노간주나무 등 50여 종이 있다.

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금강송 - 소나무과

 

 

 

 

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나자식물. 종자식물은 크게 겉씨식물과 속씨식물로 나누어지는데, 겉씨식물은 배주가 심피에 싸여있지 않고 나출되어 있거나 잎이나 줄기가 변형된 비늘조각에 의해 불완전하게 싸여있는 식물을 말한다.

 

현존하는 겉씨식믈은 전부 관목 또는 교목이며 꽃은 단성화이고 화피가 없는 것이 대부분이다.

 

분류학적으로 크론퀘스트(Cronquist)는 겉씨식물을 나자식물문으로 하고 소철아문(Cycadophytina), 소나무아문(Pinpphytina), 마황아문(Gnetophytina)로 구분한다.

 

나자식물이 지구상에 출현하기 시작한 것은 고생대 데본기 후기부터로 쥐라기에 전성을 이루었다. 현재는 세계적으로 약 12과 700종류 정도가 있는데, 은행나무를 비롯하여 소나무, 잣나무, 전나무, 잎갈나무 등 대부분의 침엽수가 이에 속한다.

 

 

 

 

 

 

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위키백과

겉씨식물

 

 

겉씨식물 (gymnosperm)은 종자식물 중에서 씨가 겉으로 드러나는 식물을 말한다. 나자식물(裸子植物)이라고도 한다.[1] 씨방 속에 씨를 품는 속씨식물에 대비해서 붙여진 이름이다.

 

이전에는 "종자식물문" 또는 관다발식물문에 속하는 "겉씨식물강"으로 분류되기도 했다.

 

현재는 겉씨식물을 네개의 문으로 나눈다.

• 구과식물문

• 은행나무문

• 소철문

• 마황문

 

 

 

설명

 

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.

 

 

 

겉씨식물의 수정

 

겉씨식물의 세대교번형은 기본적으로 속씨식물의 세대 교번과 다를 바가 없다. 즉, 속씨식물과 같이 밑씨 안에 배낭이 만들어지고, 꽃가루 주머니 안에 꽃가루가 만들어지지만, 속씨식물에 비하면 이들 배우체는 더욱 복잡한 발달 단계에 있다. 또한 겉씨식물의 밑씨는 씨방에 싸여 있지 않고 겉으로 드러나 있기 때문에 수분, 즉 가루받이는 꽃가루가 직접 밑씨 구멍(주공)에 들어감으로써 이루어진다.

 

겉씨식물에서의 배낭 형성 과정을 보면 다음과 같다. 즉, 밑씨 속의 배낭 모세포(대포자 모세포)는 감수 분열로 4개의 세포를 만들며, 이 중 3개는 퇴화하고 하나만 남아 생장하여 배낭 세포로 되는데, 이것은 계속 핵분열을 되풀이하여 많은 핵을 만든다. 대부분의 겉씨식물은 이 많은 핵 중에서 위쪽에 위치한 것 2개만이 장란기가 되어, 그 속에 1개씩의 난세포(n)를 지니며, 나머지 핵은 배젖 세포로 된다. 따라서 겉씨식물의 배젖은 수정 전에 이미 만들어지므로 배젖 세포의 핵상(염색체수)은 n이다. 여기에서의 배젖도 속씨식물에서와 마찬가지로 양분을 저장하는 역할을 한다.

 

한편, 꽃가루 주머니 안에서는 1개의 모세포로부터 감수 분열로 생긴 4개의 소포자가 4개의 꽃가루로 된다. 이와 같이 꽃가루가 형성되는 방법은 식물의 종류에 따라 다소 차이가 있다.

 

예를 들어, 은행나무의 소포자는 첫 번째 분열로 크고 작은 2개의 세포가 되며, 이 중 작은 세포는 한번 더 분열하여 2개가 되는데 후에 맨 바깥쪽 세포는 퇴화한다. 나머지 큰 세포는 분열하여 꽃가루관 세포와 생식 세포가 된다. 이와 같이 만들어진 꽃가루는 대부분 바람에 의하여 암꽃까지 운반되어, 주공을 통해 꽃가루실로 들어간 후 발아하여 꽃가루관을 낸다.

 

은행나무에서는 4월경에 수분이 일어나게 되면, 꽃가루실 안에서 꽃가루관이 자라 주심의 조직 안으로 들어가 9월경에 수정이 될 때까지 길러지게 된다. 그러나 소철의 경우는 6-7월에 수분이 일어나 9-10월에 수정이 이루어지게 되며, 소나무의 경우는 5월에 수분하여 이듬해 6월경에 수정이 이루어진다. 이 기간 동안 은행나무와 소철은 꽃가루관 내에 2개의 정자를 형성하며, 소나무류는 2개의 정핵을 형성한다. 이와 같이 생식 세포가 모두 만들어진 후에는 수정이 일어나게 된다.

 

은행나무와 소철의 수정의 경우 정자는 꽃가루관실의 액체 속을 헤엄쳐서 배낭에 도달하여 장란기 속의 2개의 난세포와 각각 수정한다. 그러나 수정란 중에서 발육하여 배가 되는 것은 1개뿐이고 다른 하나는 퇴화한다. 한편, 소나무의 경우는 정핵이 꽃가루관에 의해 운반되어 배낭에 도달하고, 장란기 속의 2개의 난세포와 각각 수정한다. 그러나 이것도 수정란 중에서 발육하여 배로 되는 것은 1개뿐이다. 이와 같이 겉씨식물은 속씨식물과 달리 중복 수정을 하지 않는다.

 

소철의 꽃 - 소철과

 

 

 

 

 

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브리태니커

겉씨식물

 

 

다른 표기 언어 gymnosperm

공기 중에 드러나 있는 씨(밑씨)로 번식하는 목본성 식물.

 

씨가 성숙한 씨방이나 열매 안에 들어 있는 꽃피는 식물, 즉 속씨식물과는 서로 대조된다. 현재 지구상에서 자라고 있는 4개의 독립된 문(門), 즉 구과식물문(毬果植物門 Coniferophyta)·소철문(蘇鐵門 Cycadophyta)·은행문(銀杏門 Ginkgophyta)·마황문(麻黃門 Gnetophyta)을 통틀어 말할 때 흔히 겉씨식물이라 한다.

 

겉씨식물은 반 이상이 교목이며, 나머지는 관목이다. 남극을 뺀 모든 대륙, 특히 온대지방에서 자라는데, 가장 널리 퍼져 있는 것은 노간주나무속(─屬 Juniperus)의 식물로 북반구 전역에 걸쳐 자란다.

 

그밖에 북반구에서 흔히 볼 수 있는 나무는 젓나무속(Abies)·잎갈나무속(Larix)·가문비나무속(Picea)·소나무속(Pinus) 식물들이다. 나한송속(Podocarpus) 식물은 남반구에 가장 널리 퍼져 있다.

 

위 식물들과는 달리 많은 종의 겉씨식물들은 제한된 지역에서만 자라고 있다. 예를 들어, 레드우드(Sequoia sempervirens)는 미국 캘리포니아와 오리건에서만 자라며 빅트리(Sequoiadendron gigantum)는 캘리포니아에만, 미크로키카스속(Microcycas)은 쿠바에만, 스탕게리아속(Stangeria)은 아프리카 남부에만, 타이와니아속(Taiwania)은 타이완에만 분포한다. 가문비나무와 잎갈나무는 모든 나무 중 가장 북쪽에까지 퍼져 자란다. 마황속(Ephedra)의 한 식물은 카슈미르 지방의 해발 5,350m 높이에서 자라고 있어 관다발식물 중 가장 높은 곳에서 사는 식물로 알려져 있다.

 

연한 목재 중 경제적 가치가 큰 재목은 대부분 겉씨식물에서 나온다. 여기에는 북반구에만 자라는 소나무속, 미송속(Pseudotsuga), 개잎갈나무속(Cedrus), 레드우드 등과 남반구의 카우리소나무(Agathis australis)와 나한송, 다크리디움속(Dacrydium), 남양삼나무속(Araucaria) 등이 있다.

 

제지용 펄프는 솔송나무속(Tsuga)·가문비나무·잣나무·소나무 종류들에서 얻는다. 목재로 쓰거나 종이를 만드는 나무들을 관상용으로 심기도 하는데, 노간주나무·잎갈나무·소철·측백나무속(Thuja)·주목속(Taxus)·은행나무(Ginkgo biloba) 등을 흔히 심으며 일본인들은 소나무 종류와 분재(盆栽)로 노간주나무 종류를 많이 심고 있다.

 

겉씨식물 중 먹을 수 있는 것은 적다. 소나무 열매 중 피년소나무라 부르는 피누스 에둘리스(Pinus edulis), 피누스 모노필라(P. monophylla), 피누스 쿠아드리폴리아(P. quadrifolia)의 씨는 활발하게 거래되며 남양삼나무속, 은행나무, 네툼의 씨는 지역에 따라 사람들이 먹기도 한다. 소철류 특히 소철속(Cycas) 가시잎 소철속(Encephalartos)·마크로자미아속(Macrozamia)·자미아속(Zamia)의 씨와 줄기를 날것으로 먹으면 해롭지만, 가공해서 만든 녹말은 가뭄이 들었을 때 중요한 식량이 될 수 있다.

 

노간주나무에 열리는 육질(肉質)의 구과(毬果：장과라고도 함)에 들어 있는 정유(精油)는 알코올성 음료 중 특히 진(gin)의 맛을 내는 데 쓰인다. 또 가문비나무·소나무·향나무·젓나무·솔송나무·측백나무에서 얻는 정유로는 비누·공기정화제·소독제·약품·화장품·향수 등을 만든다. 어떤 정유는 정유 자체가 가진 기분좋은 향기 때문에 가치가 있고, 또 어떤 것은 방향제나 방부제를 만드는 데 쓰인다. 타닌산은 가죽을 가공할 때 쓰이는데 솔송나무와 가문비나무에서 얻는다.

 

뉴질랜드 코팔(kauri copal)은 뉴질랜드에서 자라는 카우리소나무에서 나오는 천연송진이며 발트 해 부근에서 발견되는 호박(琥珀)은 소나무 수지(樹脂)가 화석으로 된 것이다. 터펜틴은 소나무에서 추출한 수지이며 이것을 가공하여 터펜틴유(油)와 로진(송진에서 터펜틴유를 증류하고 남은 수지)을 만든다. 또 발삼전나무(Abies balsamea), 가문비나무, 라릭스 데키두아(Larix decidua) 등에서도 터펜틴유를 얻는다.

 

몇몇 마황속으로는 알칼로이드 계통의 약품인 에페드린(ephedrine)을 만드는데, 이 약은 특정한 호흡기 질환을 치료하는 데 쓰인다. 수백만 년간 압축되어 석탄으로 된 식물들의 대부분은 겉씨식물이다. 겉씨식물이 방목지나 잠시 묵히는 땅에서 자란다면 귀찮은 존재가 되겠지만 이들은 토양의 침식을 막는 데 큰 몫을 차지하며 특히 구과식물은 재조림하거나 보안림, 방품림을 만들 때 많이 심는다.

 

대부분의 겉씨식물은 거의가 상록수이며 1번 자란 잎은 대부분 1년 이상 나무에 붙어 있다. 소철류만 겹잎이 나고 나머지는 홑잎이 나는데 잎 모양이 여러 가지이다. 은행나무 잎은 가운데가 갈라지지만, 갈라지지 않는 것도 있고 여러 번 갈라지는 것도 있다. 소철류 잎은 야자수 잎과 닮았다. 네툼의 잎은 잎맥이 속씨식물의 잎맥처럼 그물 모양으로 퍼져 있다. 구과식물의 잎은 바늘 또는 비늘 모양이거나 활엽이다.

 

마황속과 필로클라두스속(Phyllocladus) 식물들의 경우 잎이 아닌 줄기에서 주로 광합성이 일어난다. 겉씨식물은 독립된 암수 포자수(胞子穗：구과 같은 구조)에 수 생식기관인 소포자낭(小胞子囊)과 암 생식기관인 대포자낭(大胞胞囊)을 만들며, 암수 포자수는 대부분의 구과식물에서처럼 한 나무에 있거나 소철처럼 다른 개체에 있다. 수구과, 즉 꽃밥이 달린 소포자엽(小胞子葉)은 길이가 2㎜가 되는 것부터(노간주나무류) 80㎝에 이르는 것(몇몇 소철류)까지 다양하다. 각 구과에는 중앙을 축으로 많은 인편들이 나선 모양으로 달려 있으며 인편의 아랫면에 2개 이상의 꽃가루주머니가 있다.

 

암구과, 즉 대포자엽(大胞子葉)은 크기가 커서 오스트레일리아에서 자라는 소철류인 마크로자미아 데니소니이(Macrozamia denisonii)는 그 길이가 거의 100㎝에 이르고 무게가 38㎏이나 된다. 어떤 노간주나무는 암구과가 아주 작아 지름이 0.5㎝밖에 되지 않는다. 암구과의 인편은 노간주나무의 장과처럼 육질이고 서로 붙어 있을 수도 있으며, 소나무나 가문비나무처럼 종이질 또는 나무질이고 따로따로 떨어져 있기도 한다.

 

어떤 겉씨식물의 씨는 서양자두와 비슷하게 돌멩이같이 단단한 구조 안에 들어 있고 그 밖을 육질이 둘러싸고 있는데 이는 은행나무, 주목, 나한송, 비자나무속(Torreya), 개비자나무속(Cephalotaxus) 식물 등에서 볼 수 있다. 겉씨식물의 대포자(大胞子)는 대포자엽의 인편 표면이나 잎자루에 달려 공기중에 드러나 있는 밑씨에 들어 있다. 꽃가루받이가 일어나 꽃가루 알갱이가 밑씨에 닿으면 발아를 시작해 꽃가루관이 밑씨의 조직 안으로 뻗어나간다. 대포자가 분열하고 성숙해 만든 암배우자와 꽃가루관에서 나온 수배우자의 수정이 이루어지고 나면 배(胚)가 발달하며 주피(珠皮)가 단단해져서 씨껍질로 된다.

 

대부분의 겉씨식물은 꽃가루받이가 바람을 통해 일어나지만, 몇몇은 곤충을 통해서도 일어난다. 씨는 바람과 동물이 퍼뜨리고, 낙우송속(Taxodium) 식물들은 물을 따라 흐르면서 씨가 퍼져나간다.

 

가장 먼저 생긴 겉씨식물은 데본기 후기(3억 4,500만 년 전)에 자라다가 지금은 없어진 종자고사리식물문[原裸子植物門 Pteridospermophyta]의 종들이다. 이 식물들은 백악기 후기(6,500만 년 전)까지 번성했으나 속씨식물이 자라기 시작함에 따라 그 수가 점점 줄어들게 되면서 4개의 목(目)이 멸종했고 살아남아 있는 무리 중에도 멸종된 속이 많다. 오늘날에는 구과목이 가장 널리 퍼져 있다.

 

우리나라에는 6과 19속에 속하는 약 50종류의 겉씨식물들이 있다. 이중 소나무과의 소나무·잣나무·곰솔 등을 포함하는 소나무속 식물들이 약 12종으로 가장 많으며, 그다음으로 측백나무과의 노간주나무·향나무를 포함하는 노간주나무속 식물들이 7종으로 많다.

그밖에 소철과의 소철, 은행나무과의 은행, 낙우송과의 삼나무·금송·낙우송·메타세쿼이야, 소나무과 전나무속에 속하는 전나무·분비나무·구상나무, 가문비나무속의 독일가문비·가문비나무, 솔송나무속의 솔송, 잎갈나무속의 잎갈나무, 개잎갈나무속의 개잎갈나무, 측백나무과 측백나무속의 측백나무, 편백나무속(Chamaecyparis)의 편백·화백, 개비자나무과의 개비자나무, 주목과 주목속의 주목·비자나무속의 비자나무 등이 자라고 있다. 최근 외국에서 들여온 나한송과 남양삼나무들을 온실이나 남쪽 지방에서도 심고 있으며 미송은 목재로 쓰기 위해 수입하고 있다.

 

 

은행나무 - 은행나무문

 

 

 

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