벽공

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벽공

[ pit ]

벽공은 2차세포벽이 발달한 도관 및 가도관 세포들 사이에서 신호물질 또는 물질교환이 이루어지는 세포벽의 매우 얇은 부분이다. 2차세포벽은 리그닌을 포함하고 있어서 물질이 투과되지 않기 때문에 물과 무기물질이 이동하는 통로 역할을 벽공이 담당하고 있다. 대부분 벽공은 인접한 세포간 쌍으로 존재해서 벽공쌍(pit pairs)이라 부른다1)(그림 1).

그림 1. 벽공의 구조와 종류 (출처: 한국식물학회)

목차

  1. 1.벽공의 구조 및 기능
  2. 2.벽공의 종류
  3. 3.토러스와 마르고
  4. 4.참고문헌

벽공의 구조 및 기능

벽공은 벽공실(pit chamber), 벽공구(pit aperture), 벽공막(pit membrane)의 세 부분으로 구성된다. 벽공실은 2차세포벽이 없는 빈 공간이고, 벽공구는 벽공실의 열려진 부위이다. 벽공막은 벽공쌍(pit pair) 사이의 중층을 의미하며 1차세포벽으로 구성된다2)(그림 1).

벽공의 종류

벽공은 크게 단순벽공(simple pits)과 유연벽공(bordered pits)으로 나눌 수 있다. 단순벽공은 2차세포벽 물질이 구멍처럼 움푹 파인 부분의 직경을 일정하게 유지하며 두꺼워지고, 유연벽공은 테두리가 있으며 단순벽공의 약한 벽공막 부분을 보호하여 벽공을 더 튼튼하게 한다. 또한 이 두 가지가 혼합된 형태의 반유연벽공(half bordered pits)이 있다(그림 1; 표 1).

표 1. 벽공의 종류와 특성
벽공의 종류 특성
단순벽공(simple pits) 벽공실과 벽공구의 직경이 동일한 벽공쌍
유연벽공(bordered pits) 세포벽이 돌출되어 벽공실은 더 크고 벽공구는 더 작은 벽공쌍
반유연벽공(half bordered pits) 단순벽공과 유연벽공의 중간 형태의 벽공쌍

토러스와 마르고

  • 토러스(원절, torus)와 마르고(주연부, margo)는 겉씨식물(침엽수, 은행나무 등) 유연벽공의 특징이며 다른 관속식물에서는 드물다.
  • 토러스는 벽공막의 가운데 원형의 두껍고 불투과성인 부분이고, 나머지 부분은 투과성이며 마르고라 한다. 마르고는 유연성이 있어서 상황에 따라 벽공구의 어느 한쪽으로 토러스가 이동된다. 토러스가 한쪽 벽공극을 막게되면 벽공이 폐쇄되게 된다3)(그림 2).
  • 단순벽공 대비 유연벽공의 장점은 공기와 병원균의 이동을 보다 효과적으로 차단할 수 있는 것이나, 단점으로는 유압저항이 커지는 것이다. 그런데 겉씨식물의 특징적인 토러스-마르고 유연벽공은 마르고의 구멍이 100 nm 이상으로 크기 때문에 유압저항이 속씨식물보다 더 적다고 알려졌다.4)

그림 2. 토러스와 마르고. (가) 토러스와 마르고의 전자현미경 사진. (나) 마르고의 유연성으로 토러스가 벽공구로 이동된 모습. (다) 공기 유입으로 토러스가 한쪽 벽공구로 이동되어 페쇄된 유연벽공 모식도 (출처: 한국식물학회)

참고문헌

1. Burgess J (1985) Introduction to Plant Cell Development. CUP Archive. p. 91
2. Evert RF (2006) Esau's Plant Anatomy: Meristems, Cells, and Tissues of the Plant Body: Their Structure, Function, and Development (third, illustrated ed.). John Wiley & Sons. p. 76
3. Easu K (1977) Anatomy of Seed Plants. Plant Anatomy (2nd ed.). John Wiley & Sons. p. 51
4. Pittermann J, Sperry JS, Hacke UG 등 (2005) Torus‐margo pits help conifers compete with angiosperms. Science 310: 1924.