선태식물

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선태식물

다른 표기 언어 Bryophyta , 蘚苔植物

요약 태류(笞類)와 선류(蘚類)를 포함하여 약 2만 4,000종(種)으로 이루어진 하등 녹색식물의 한 문.

목차

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  1. 생활사
  2. 생태와 서식지
  3. 진화
  4. 태류
  5. 뿔이끼류
  6. 선류
    1. ┗ 개요
    2. ┗ 검정이끼아강(Subclass Andreaeidae)
    3. ┗ 물이끼아강(Subclass Sphagnidae)
    4. ┗ 참이끼아강(Subclass Bryidae)
선태식물(Bryophyta)
선태식물(Bryophyta)

'선태식물'은 '이끼식물'을 뜻한다.

너무 작아서 손돋보기로 보아야 하는 것도 있고, 강물이끼속(─屬 Fontinalis)이나 다우소니아속처럼 길이가 30cm 이상 되는 것도 있다. 경제적으로는 별로 중요하지 않지만 일부 종은 나무의 모판과 작은 동물의 은신처로 쓰이기도 하며, 이끼정원을 만드는 등 관상용으로 쓰이기도 한다. 자연상태에서 바위나 통나무, 삼림의 부엽토(腐葉土)를 덮고 있어 물을 보유하고 토양의 침식을 지연시킨다.

선태식물은 생식세포인 배우자가 재킷세포(cellular jacket)에 싸여 있다는 점에서 조류(藻類)와 다르고, 진정한 뿌리·줄기·잎·물관이 없다는 점에서 양치류나 고등식물과 다르다.

잎 같은 엽상체는 생활사중 생식세포 생산 세대인 배우체 시기에 나타나고, 뿌리 같은 헛뿌리는 주로 지지작용을 하는데 이때 물은 식물체의 표면을 통해서 흡수된다. 관다발식물문과는 반대로 배우체 시기는 눈에 잘 띄고, 포자를 만드는 포자체 시기는 눈에 덜 띈다.

생식은 식물체가 나누어지는 무성생식으로 일어나기도 한다. 조류와는 연관성이 별로 없으며, 증거는 불명확하지만 여러 원시생물에서 유래한 것으로 여겨진다. 또한 선태식물로부터 진화한 고등식물 무리도 없는 것으로 여겨진다. 선태식물학은 선태식물에 대해 연구하는 학문으로 1863년에 용어가 만들어졌고, 연구도 19세기에 시작되었지만 1930년대에 이르러서야 독립된 하나의 식물학 분야로 확립되었다.

한국에는 500여 종의 선류와 200여 종의 태류 이끼들이 자라고 있으며, 그밖에도 3종류의 뿔이끼류가 자라고 있다.

배우체의 크기와 형태를 살펴보면 매우 다양하여, 모노클레아속과 같은 엽상체식물은 너비 5cm, 길이 20cm가 되는 반면, 길이나 너비가 1㎜도 안 되는 스파이로카르포스속(Sphaerocarpos)도 있다.

엽상체는 간단한 종류(리본이끼속)에서는 한 세포층으로 되어 있지만 여러 층의 세포로 된 것도 많고, 그 모양도 잎 모양, 갈고리 모양, 규칙적으로 가지를 친 것, 불규칙적인 것 등 다양하다. 경엽상인 선태류 중에는 다우소니아속과 같이 키가 65cm가 되는 것도 있고, 강물이끼속과 같이 물 속에서 자라는 것으로 1m나 되는 것도 있으나, 에페메룸속과 같이 1㎜ 이하로 작은 것도 있다.

그러나 대부분은 3~6cm 정도이다. 헛잎은 난형 혹은 선형이고, 그 끝은 뾰족하고 가장자리는 밋밋하거나 톱니가 있는데 헛줄기에 둘 이상의 열을 지어 배열되거나 타카키아속(Takakia)처럼 불규칙하게 배열된다. 잎은 대개 한 층의 세포로 되어 있다. 잎의 기부에서 끝에 걸쳐 1줄 또는 여러 줄의 중앙맥이 있는데 이 부분은 여러 층의 세포로 구성된다.

선태류는 열대지방에서 극지방이나 고산지방에 이르기까지 광범위하게 분포하며 다양한 환경에 서식한다. 그러나 정자가 담수에서만 수정할 수 있으므로 사막이나 바닷물에는 서식하지 않는다.

물이끼속(Sphagnum)은 경제적으로 가장 중요하다. 죽은 개체들이 쌓여서 서서히 분해되어 형성된 토탄은 연료로 사용되고, 농사나 원예용 거름으로 쓰인다(물이끼류). 생체는 자신의 무게의 35배나 되는 물을 흡수하고 페놀과 비슷한 스파그놀이란 방부성 물질을 함유해 현재도 원시인들은 이를 기저귀로 사용하고 있고, 제2차 세계대전 때는 수술시 환부를 감싸는 천에 넣어 사용했다.

수분을 잘 보유하기 때문에 식물을 기르는 흙의 배합에 또는 절화나 원예상품의 포장에도 쓰이며 솔이끼속(Polytrichum)·털깃털이끼속과 같은 부드러운 종류는 베갯속이나 총채를 만드는 데 사용되고, 어떤 것은 모자나 크리스마스 장식에 사용되었다.

일본에서는 조경에 사용되고, 간혹 위스키 생산에 또는 단열재로 쓰이기도 한다. 생태적으로는 초기토양의 생성, 토양수분의 보유, 숲에서의 영양물질순환에 중요한 역할을 하고, 오염에 약한 성질을 이용해 대기오염도를 측정하는 지표식물로 이용된다.

생활사

선태류의 생활사는 정자와 난세포를 생산하는 배우체 세대와 포자를 생산하는 포자체 세대(2n)가 교대되는 세대교번을 보인다.

핵상이 반수체로 되어 있는 포자가 발아하면 가지를 친 실 모양의 원사체를 형성하고 여기서 배우체가 자라나게 된다. 성숙한 배우체는 주머니 모양의 장정기 속에 많은 정자를, 목이 달린 장란기 속에 1개의 난세포를 생산한다. 정자는 나사 모양으로 꼬불꼬불하게 생겼고, 헤엄칠 수 있는 편모를 갖고 있어 비가 온 뒤 장정기를 떠나 장란기 쪽으로 헤엄쳐가는데 이는 주화성에 의한다.

장란기 속의 난세포와 수정해 배수체의 핵상을 이룬 수정란은 세포분열을 계속하여 포자체로 성숙한다. 포자체는 성숙하는 동안 삭족이라는 기부를 배우체 속에 넣고 물과 영양분을 흡수한다. 포자를 생산하는 포자낭을 삭(capsule)이라고 하는데 삭족과는 삭병으로 연결되어 있어 삭이 성장하면서 삭병도 길어진다. 삭을 덮고 있는 삭모는 삭을 보호하는 역할을 한다. 삭의 끝에는 삭개가 있고 그 아래쪽에 삭치가 있어 포자가 성숙한 후 포자를 방출시켜 멀리 퍼지게 한다.

생태와 서식지

일반적으로 선태식물은 땅 위에서 자라거나 살아 있는 나무 및 죽은 식물 위에서 자란다. 어떤 선태식물은 바위 표면에서 자라기도 하고 물 속에서 자라기도 한다. 스플라크나과에 속하는 많은 종(種)들과 같이 동물의 시체나 노폐물과 같은 질소가 풍부한 곳에서만 사는 것이 있다.

반면, 키아토디움속·미트테니아속·스키스토스테가속은 동굴의 입구, 에페메롭시스속·리본이끼속·작은귀이끼과에 속하는 많은 종들은 잎의 표면이나 차돌의 아래쪽, 구리이끼속은 구리함량이 높은 토양, 디디모돈 토파케우스, 피시덴스 그란디프론스, 유클라디움 베르티킬라툼은 석회분이 많은 땅에서 자란다. 그러나 지속적으로 수분과 어느 정도의 햇빛을 받아야 하며 온도와 대기습도도 적당해야 잘 자란다. 몇몇 종만이 건조나 냉해에 강하다.

선태식물은 다습한 온대나 아열대 기후에서 크게 번성해 임상에 멍석 모양을 형성하거나 바위표면, 나무그루터기나 가지 등을 덮으며 한대지방이나 고산지역의 물이 고여 있는 광범위한 지역을 뒤덮기도 한다. 선태식물은 토양의 영양순환에 중요한 역할을 한다. 즉 제한된 수분이나 대기 중에 있는 무기물을 사용해버려 종자식물이 흡수하지 못하게 하는 경우도 있고, 어떤 경우에는 선태식물층이 물의 침투를 줄이고 빨리 증발시켜서 특정 종자식물의 수분흡수를 저해시킴으로써 숲의 식생조성을 간접적으로 조절하기도 한다.

특히 습원에서는 물이끼류가 다량의 물을 보유하고 산성도를 높게 하여 다른 종자식물을 몰아낸 뒤 모여 멍석 같은 무리를 형성한다. 바위표면에 서식하는 선태식물은 토양 형성을 도와 작은 곤충이나 진드기류, 마지막에는 속씨식물과 들쥐, 새 등이 살 수 있도록 하는 식생의 천이를 유도한다.

진화

선태류의 화석은 매우 드물지만 아마도 가장 오랜 화석은 3억 6,000만~3억 7,400만 년 전의 데본기말에 발견된 것으로 추정된다. 이것은 태류인 리본이끼목에 속하는 식물과 비슷하다. 가장 잘 보존된 화석은 2억 8,600만~3억 6,000만 년 전 에오세의 호박 속에 보존된 것이나 이와 같은 현생 선태식물은 없다. 선태식물문은 선류·태류·뿔이끼류로 구성되고 약 1,000속 1만 8,000종 이상을 포함한다. 그보다 더 자세히 분류할 때는, 태류에서는 배우체의 구조가, 선류나 뿔이끼류에서는 포자체의 구조 특히 포자낭의 구조가 중요하다.

태류

우산이끼강이라고도 한다. 원사체는 2~3개의 세포로 축소되어 있고, 헛뿌리는 단세포성이다. 엽상 또는 경엽의 배우체는 포자의 발아 직후에 분화하고, 포자낭을 받치고 있는 측사가 없다.

태류의 생활사
태류의 생활사

잎은 진정한 중앙맥이 없고 잎세포는 흔히 두꺼우며, 세포 내에 복잡한 지방체가 있다. 삭(포자낭)에 기공이 없고 세포벽은 가로로 비후되며 세로로 열개된다.

포자낭이 열개될 때 탄사가 뒤틀리며 모든 포자가 일시에 방출된다. 삭모는 삭병이 자라나도 기부에 남아 있다. 타카키아목(Takakiales)에는 1속 2종이 있으며 칼로브리아목(Calobryales) 2속 13종, 망울이끼목(Jungermanniales) 300속 7,000종, 리본이끼목(Metzgeriales) 30속 550종, 스파이로카르파목(Sphaerocarpales) 3속 30종, 모노클레아목(Monocleales) 1속 1종, 우산이끼목(Marchantiales) 27속 450종이 있다. 즉 총 7목으로 구성되는데 앞의 3목은 경엽상, 뒤의 4목은 엽상이다.

타카키아목의 분류에 대해서는 일치된 견해가 없어 선태류로부터 분리시키기도 하며 칼로브리아목 속에 포함시키기도 한다.

뿔이끼류

각태류라고도 한다. 원사체는 짧은 사상이거나 없고, 포자 발아 직후에 분화한다. 헛뿌리는 단세포성이고 매끈하며, 배우체는 엽상이다. 장란기는 독립된 구조를 갖지 않고 엽상체 속에 묻혀 있으며, 장정기는 엽상체 속에 함몰된 작은 방 속에 달린다. 엽상체는 아래쪽에 기공 같은 구멍을 갖고, 가끔 점액분비물을 지닌 방을 갖는다.

복잡한 지방체는 없고, 엽록체가 존재하며 피레노이드도 있다. 포자낭은 뿔 모양으로 기공이 있으며 탄사는 흔히 다세포성이고 나선상의 비후는 없다. 삭의 축주는 끝까지 길며, 삭의 성숙이 기부의 분열조직에서 이루어지므로 삭은 위에서 아래쪽으로 시간을 두고 세로로 열개된다.

뿔이끼목(Anthocerotales) 하나뿐이고 6~7개 속 300여 종을 포함한다. 뿔이끼류는 간혹 나머지 선태식물과 독립된 문으로 분류되기도 한다.

선류

개요

솔이끼강이라고도 한다. 원사체는 복잡하게 가지를 친 사상체이고 여기서 배우체가 나오므로 배우체는 포자의 발아 후 많은 시간이 지난 후에 분화된다. 헛뿌리는 다세포성이고 가지를 친다. 배우체는 경엽상이고, 잎은 나선상 또는 3개 이상의 열을 지어 배열한다.

잎은 중앙맥을 가지며, 세포는 단순한 지방체를 갖고 후각화되어 있지 않다. 삭의 기부에 흔히 측사를 갖고 있고, 삭의 표면에는 기공이 있고 삭개에 의해 열리며, 그 주위에는 삭치가 있고 축주는 짧다. 삭모는 삭의 끝에서 성숙할 때까지 삭을 싸고 있고, 포자는 시간을 두고 산포된다. 삭병은 내부에 원시적인 통도조직을 가진다.

검정이끼아강에 2속 100여 종, 물이끼아강(Sphagnidae) 1속 160여 종, 참이끼아강(Bryidae) 650속 9,000여 종, 네삭치이끼아강(Tetraphidae) 2속 3~5종, 솔이끼아강(Polytrichidae) 16속 370여 종, 담뱃대이끼아강(Buxbaumiidae) 4속 40여 종, 아르키디아강(Archidiidae) 1속 26여 종이 있다. 즉 총 7아강으로 구성되는데, 이같은 분류와 이들간의 유연관계에는 많은 이견이 있다.

고전적으로는 솔이끼강을 검정이끼아강·물이끼아강·참이끼아강의 3아강으로 나누고 나머지 아강은 참이끼아강에 목의 수준으로 포함시키기도 한다. 편의상 이들 3아강의 특징을 살펴보면 다음과 같다.

검정이끼아강(Subclass Andreaeidae)

원사체는 엽상이고 배우체는 성숙하면 흔히 똑바로 자라고, 검은색을 띠며, 잎은 촘촘히 배열된다. 삭병은 없으나 포자체는 배우체의 조직이 신장되어 만들어진 짧은 위족 위에 달린다.

삭은 원추형이며 삭치와 삭개는 없고 세로 방향의 4쪽으로 열개한다. 포자를 형성하는 조직은 긴 골무 모양이다. 북극지방의 노출된 화강암 바위나 모래, 드물게는 하천에서 자란다.

물이끼아강(Subclass Sphagnidae)

원사체는 엽상체 모양이고, 배우체가 성숙하면 흔히 똑바로 서고 많은 가지를 친다. 잎은 세포벽에 구멍이 뚫려 있고 속이 빈 유리질세포(hyaline cells)가 많아 물을 잘 흡수하고 많이 저장한다. 삭병은 없고 끝에 포자체가 달린다.

작은 구형이고 삭개에 의해 열리나 삭치는 없다. 축주는 둥근 돔 모양이다. 습원이나 습한 산성 토양에 산다.

참이끼아강(Subclass Bryidae)

선류의 대부분이 이것에 속한다. 원사체는 사상이고, 배우체는 성숙하면 똑바로 서거나 땅 위에 누워 자라며, 잎이 많고 여러 가지 색을 띤다. 삭병이 있고 위족은 없으며, 삭은 원통형 또는 구형이다.

작은 삭개를 통해 열리고, 삭개 밑에 삭치를 갖지만 없을 경우도 있다. 포자형성조직은 축주를 둘러싼 속 빈 원통형이고, 삭의 기부 쪽 표면에 기공이 있다. 다양한 환경에 잘 적응해 살고 있다.