줄기

줄기는 뿌리와 더불어 관속식물의 몸을 이루는 두 개의 중심축 중 하나로, 잎을 지탱하고 있는 기둥의 역할을 한다. 특히 줄기는 광합성 담당 기관인 잎을 햇빛에 잘 노출될 수 있도록 적절히 배열하는 역할을 한다.¹⁾ 줄기의 기능은 크게 네 가지로 나누어볼 수 있다: 1) 잎, 꽃, 열매 지탱; 2) 물, 영양소와 양분 수송; 3) 양분 저장; 4) 분열조직으로부터 새로운 조직 발생. 줄기의 주요 기능에 포함되지는 않지만, 명아주과 퉁퉁마디(Salicornia)속 식물이나 선인장의 경우 줄기가 광합성을 담당하기도 한다.¹⁾

목차

줄기는 일반적으로 마디와 마디 사이가 반복되는 기본구조를 갖고 있다. 줄기와 잎자루 사이인 잎겨드랑이에는 곁눈이 있고 줄기 끝에는 분열조직을 포함하는 끝눈이 달리는 구조를 보인다. 목본식물은 초본식물과 달리 영구조직(목재)을 형성한다. 줄기는 대체로 표피조직(epidermis), 기본조직(ground tissue)과 관다발조직(vascular tissue)의 세 가지 조직으로 구성되어 있다.¹⁾ 표피조직은 줄기의 바깥쪽 표면을 감싸고 있는 조직으로 내부 조직을 보호하는 기능과 방수 및 가스교환 기능을 담당한다. 기본조직은 유세포로 구성되어 있으며 관다발조직을 감싸고 있으며 피층(cortex)과 수(pith)로 나뉜다.²⁾ 물관부와 체관부로 이루어진 관다발조직의 배열 형태는 식물 종마다 각기 다르다.  

줄기의 구성요소. 마디에서 눈이 생겨나며 마디와 다음 마디를 연결하는 지역을 마디사이라 한다. (출처:)

쌍떡잎식물 줄기의 횡단면을 살펴보면, 관다발이 확연한 고리 형태로 배열되고 그 가운데 수가 있다. 줄기의 바깥쪽 표피조직에는 가스교환을 위한 기공과 다세포성 털(trichome)이 있다. 목본식물의 경우 유조직으로부터 2기생장이 이루어지며 유관속형성층 세포는 2기 물관부와 2기 체관부로 나뉘어 발달한다. 2기 물관부는 목본식물의 목질부(재, wood)를 이뤄 경제적으로 가치가 크다.    

외떡잎식물의 줄기에는 전체적으로 관다발이 산재하고 있으나 그 밀도는 바깥쪽이 높다. 쌍떡잎식물과 달리 관다발이 고리 형태로 배열되지 않으며 가운데에 수(pith)도 없다. 또한, 쌍떡잎식물과 같이 유관속 형성층에 의한 2기생장 및 이를 통한 목질부의 생성도 일어나지 않는다.  

모든 겉씨식물은 목본식물이며 구조는 쌍떡잎식물의 목본식물과 유사하다. 차이점은 쌍떡잎식물과 같은 물관(도관, vessel)이 없고 이 기능은 헛물관(가도관, tracheids)이 대신 한다는 점이다.  

수송, 지지 등 줄기의 주요 기능 이외에도 줄기는 변형된 형태로 특수한 기능을 수행하기도 한다.³⁾⁴⁾ 

포복경: 지표면을 따라 수평으로 자라는 줄기로 영양번식을 한다. 포복경은 서식지를 옮기는 방편으로도 이용되는데 딸기, 잔디 등이 포복경을 지니는 식물의 대표적인 예이다.  

덩굴손: 줄기의 변형으로 실과 같이 가는 형태로 발달하여 다른 물체를 감아올라가 식물체가 지탱하면서 자라나갈 수 있게 돕는다.

엽상경: 광합성에 유리하도록 편평하게 변형된 잎모양의 줄기이다. 아스파라거스나 일부 선인장, 난초 등에서 발견된다.

경침: 줄기에 난 가지가 변형되어 생긴 가시를 일컫는다. 경침은 다른 기관이나 조직에서 발생한 가시와 비교하여 떼어 내기가 어려운 특징이 있으며 주엽나무나 탱자나무의 가시가 대표적이다.  

지하경: 땅속에서 수평으로 자라는 줄기인데 일반적으로 마디사이(절간)가 짧고 비늘잎이 있다. 다년생 식물의 경우 겨울철에 지하경 형태로 휴면하였다가 이듬해 새로 지하경으로 부터 식물체가 새롭게 자라나기도 한다.

인경: 생존에 유리하도록 영양물질을 저장하는 기능을 위해 변형된 줄기의 형태이다. 인경은 마디사이(절간)이 없으며 비늘잎이 여러겹 붙어 있고 부풀어 있다. 양파가 이에 해당한다.

구경: 땅속에서 짧고 육질성으로 발달하며 막질의 잎으로 싸여 있다. 양분을 저장하며 겨울철 휴면에 유리하다. 글라디올러스(Gladiolus)나 샤프란(Crocus)의 구경이 대표적이다.

괴경(덩이줄기): 생장을 위해 양분을 저장하고자 팽창된 줄기의 부분이다. 지하경처럼 수평으로 자라지만 생장 기간이 짧다. 추위 등 환경 스트레스를 피해 휴면하는 데 유리하며 감자 등이 대표적인 예이다.

지구상의 다양한 식물의 줄기는 의학, 식품, 산업 등 여러 분야에서 빈번히 이용되고 있다. 줄기에 달려 있는 여러 잎은 식물의 생장과 존속에 가장 중요한 에너지 공급원으로서 그 가치가 널리 알려져 있다.⁵⁾ 주요 작물 중 하나인 감자나 설탕의 원료인 사탕수수는 식물의 줄기에 해당하며, 아스파라거스나 죽순 등은 채소로 널리 이용된다. 계피 등 다양한 식물의 줄기에서 약효가 뛰어난 의약 추출물이 발견되어 의학용으로 사용되기도 한다. 무엇보다 목본식물의 줄기에서 얻는 목재는 다양한 산업 분야에서 연료 생산이나 종이, 가구나 건설 재료 등으로 빈번히 이용된다.   

1. 이규배 (2004) 식물형태학. (주)라이프사이언스,
2. 이재두 외 (1995) 2^nd식물형태학. 아카데미서적,
3. Judd WS, Campbell CS, Kellogg EA 등 (2002) Plant systematics: A phylogenetic approach 2^nd edition. Sunderland, MA, USA: Sinauer, 
4. 김영동, 신현철 역 (2011) 식물계통학(2판). (주)월드사이언스, 607
5. 강원희 외 (2008) 일반식물학. 월드사이언스,