고사리류

육상식물의 한 부류로 꽃과 종자를 만들지 않고 포자로 번식하는 식물을 통칭한다. 보다 진화된 육상식물과 유사하게 목질부과 체관부를 가지고 있다. 지구상에 약 1만 종이 사는데 주로 열대지방을 중심으로 폭 넓게 분포한다. 우리나라에는 약 300종이 사는데 남부 섬 지역에 주로 분포하며 중부 지장에도 고사리와 고비 등이 자란다. 고사리류는 포자체 새대와 배우체 세대를 반복한다. 포자체가 생식시기가 되면 잎 뒷면에 포자낭을 형성여 포자를 만든다. 포자낭만 있는 가지를 만드는 고사리류도 있다. 성숙한 포자는 떨어져나와 작은 배우체로 발달하여 심장 모양으로 자란다.

목차

목질부과 체관부를 지닌 육상식물로 꽃과 종자를 만들지 않고 대신 포자로 생식하는 식물을 통칭한다. 화석을 통한 기록이나 생식과정 및 형태학적 특성으로 볼 때 관속식물 중에서 가장 원시적인 그룹이며, 고생대 실루리아기에 나타나 석탄기 때 번성하였다. 일반적으로 양치식물이라고 하는 말은 특정 분류학적인 계급을 가진 분류군을 뜻하지는 않는다. 이안에는 분류학자에 따라 양치식물문을 포함한 석송과와 같은 원시 분류군을 통칭하는 단어로도 사용된다. 지구상에는 1만여 종이 분포하며, 열대지방에서 75%가 자란다. 유럽 152종, 북미 406종, 일본 720종이 분포하며, 우리나라는 약 300여종이 자생한다. 좁은 의미의 양치식물문에는 속새강, 솔잎난강, 마라티아강, 고란초강이 이에 해당하며 박벽포자낭양치류(Leptosporangiate ferns)가 이에 해당한다. 이들 단계통군은 중원형 식물(Monilophyta)로 명명할 수 있으며 이것을 넓은 의미의 고사리류를 말한다. 현생하는 고사리류의 파생형질은 관상중심주이다. 관상중심주는 고리모양의 물관부가 체관부에 의해 둘러싸이거나 물관부 안팎에 체관부가 존재하는 줄기관속계의 유형이다. 두 번째 특징은 줄기의 원생물관부가 중원형(mesarch)이며 이는 물관부 지역의 가운데 퉁수요소가 먼저 성숙됨을 의미한다.¹⁾

Pteridophyta는 그리스어로 깃털 같은 식물이며, 한자로 양치식물(羊齒植物)의 어원은 잎의 모양이 양의 치아처럼 갈라진 모양이라는 뜻이다.

포자체와 배우체로 구분되며, 포자체는 잎에 포자낭이 달리며 그 포자낭 안에 포자모세포가 감수분열하여 포자를 만든다. 식물체가 성숙해지면 포자낭이 터져 포자가 떨어져 나오며 매우 작은 형태의 배우체가 되어 독립적으로 성숙하는데 심장모양으로 자라며 이를 전엽체라고 한다. 이 배우체는 배우자를 생성하며 장난기와 장정기가 각각 하나의 알세포와 다수의 정자를 만든다. 장정기에서 성숙한 정자는 편모가 있어 운동성을 가지고 있어 장란기에서 생성된 알세포로 이동하여 수정하면 접합자(2n)가 형성된다. 접합자(수정난)는 체세포분열을 통해 배를 만들고 다시 포자체로 성숙하게 된다. 그러나 일부 양치식물은 수정이 일어나지 않고 포자체가 동일한 핵상의 포자를 만들어 발아, 성장하여 배우체가 되며, 배우체의 세포 역시 무성적으로 포자체를 만드는 무배생식을 하기도 한다.¹⁾

넓은 의미의 명칭으로는 석송문, 양치식물문을 포함한다. 그러나 최근 형태 및 분자 계통학 연구 결과로 속새강, 솔잎난강, 마라티아강, 박벽포자낭양치류가 석송문보다 종자식물에 더 밀접한 관계가 있는 것으로 밝혀졌다.²⁾ 석송문을 제외한 양치식물과 속씨식물 및 겉씨식물은 진정엽을 가지고 있는 특징으로 진정엽식물이라 부른다.

넓은 의미의 고사리류는 석송식물, 양치식물문을 포함하고 있다. 그러나 현재 사용되는 분류체계에서는 양치식물문이 석송식물보다 피자/겉씨식물문에 더 가까운 분류군으로 인식되고 있다. (출처:윤나래)

열대 지방을 중심으로 폭 넓게 분포하며 추운 지역으로 갈수록 종 수가 적어진다. 우리나라의 경우 제주도를 중심으로 남부도서 지방에 난대성 양치식물과 아열대성 식물들이 분포하며 중부, 북부지방으로 올라 갈수록 그 수는 줄어들지만 온대 또는 한대지역에 나타나는 특정한 분류군들이 분포하고 있다. 일반적으로 임상이 발달한 산림 내 많은 종이 분포하지만 건조한 지역에 분포하는 경우도 있다. 생활형으로는 토양을 기반으로 하여 지면에 분포하는 종류가 많으며 그 이외에 소택지성, 수생, 바위나 나무에 착생하는 종류 등 다양한 형태를 나타나고 있다.³⁾

넓은 의미의 고사리들은 석송식물을 포함하고 있다. 고사리류들은 다양한 형태를 띄고 있으며 생육지도 다양하다. A. 석송 B. 물부추 C. 부처손 D. 솔잎난 E. 속새 F. 생이가래 G. 단풍고사리삼 H. 차꼬리고사리 I. 미역고사리 (출처:GettyimagesKorea)

일부 고사리류 식물은 식용과 약용으로 활용된다. 한국에서는 고사리와 고비, 섬고사리 등을 식용하며 쇠뜨기나 속새 등이 약용된다. 관상적으로 이용되며, 정원 내의 지피식물로도 활용된다. 물개구리밥 종류와 같은 일부 수생양치식물들은 녹조류와의 공생관계를 활용하여 질소고정과 질소공급 용도로 이용 가능하며, 토양침식을 막는 토목 소재로 활용되는 경우도 있다.³⁾

1. 김영동, 신현철 역 (2011) 식물계통학(2판). 월드사이언스, 82-88
2. Smith A, Pryer K, Schuettpelz E 등 (2006) A classification for extant ferns. Taxon, 55: 705-731
3. 국립수목원 (2008) 한국식물 도해도감 2 양치식물. 국립수목원, 2-3