식물의 전쟁

들어가는 글

1 전쟁의 이해_모두의 손해
1. 아파트를 나서며 2. 종간 그리고 종내 전쟁 ∙종간 경쟁 ∙종내 경쟁 3. 쟁탈 경쟁과 간섭 경쟁 ∙자원의 종류와 전쟁 전략

2 자원의 종류와 전쟁 전략
1. 생존을 위한 필수 요소 2. 전쟁의 전리품_자원의 종류 3. 전쟁 전략 ∙견디기 ∙세우기 ∙펼치기 ∙끼치기 ∙나누기 ∙달리하기

3 견디기 전략
1. 물과의 전쟁 ∙뿌리의 물 흡수 ∙토양의 물 이동 ∙물을 올리는 원동력 ∙강수와 식물 ∙수생식물 2. 중력에 대한 투쟁 ∙필요 없는 증산작용 ∙식물의 높이와 잎의 크기 ∙중력의 영향 3. 기후와 온도 적응 ∙최적 온도 ∙식물의 온도 적응 ∙동결과의 사투 4. 건조와의 전투 ∙건조 영향 ∙고사리와 기공 ∙목마르면 잎을 내려 ∙CAM 식물 5. 바람과의 사투 ∙바람의 영향 ∙바람과 꽃가루받이 ∙바람과 피톤치드 ∙숲과 바람 6. 영양소 작용과 한계 ∙무기영양소 종류 ∙무기이온의 기능과 흡수 부위 ∙영양물질 과다와 중금속

4 세우기 전략
1. 떡잎의 기능 ∙콩나물 ∙떡잎의 역할 2. 줄기 발달 ∙포식 저항과 식물의 높이 ∙줄기의 관다발과 분열조직 3. 높이 경쟁 ∙지하부 경쟁과 식물의 높이 ∙경쟁과 성장 ∙높이 경쟁 ∙양수림과 음수림 ∙참나무 6형제와 식생천이 4. 틈새 활용 ∙덩굴식물과 덩굴손 ∙관목과 엽록소

5 펼치기 전략
1. 잎과 기능 ∙세상에서 가장 많은 단백질 ∙광억제 피하기 ∙식물체 내 탄소 이동 ∙잎의 다른 기능들 2. 잎의 구조와 환경 적응 ∙활엽수의 잎 ∙침엽수의 잎 3. 펼쳐진 가지 ∙숲의 빛 투과도 ∙굴성과 자원 확보 ∙줄기의 변형, 포복경과 지하경 ∙나무의 형태, 수형 4. 세근 발달과 영양소 흡수 ∙뿌리의 채굴과 결핍대 ∙세근의 발달 ∙무기염류의 영향 ∙비료의 3원소

6 끼치기 전략
1. 타감물질과 영향 ∙타감작용과 자가중독 ∙타감작용의 대상 ∙타감물질의 종류 ∙타감물질 분석 ∙제초제 후보, 타감물질 2. 식물의 공격과 방어 ∙타감작용과 식물 밀도 ∙환경과 경쟁 ∙타감물질의 공여자 종과 표적자 종 3. 광합성과 타감물질 ∙타감물질의 작용 ∙광합성의 간접 억제 ∙광합성의 직접 억제 4. 타감작용의 예 ∙소나무 ∙기후변화와 타감작용 ∙귀화식물의 타감작용

7 나누기 전략
1. 이타적 행동 ∙도와주기 ∙ 혈연선택 2. 꽃과 나눔 ∙꽃과 현화식물 ∙ 꽃색과 공진화 ∙곤충 부르기 ∙개화 시기와 생식 격리 3. 열매 퍼뜨리기 ∙과실의 종류 ∙개체 능력을 통한 종자 퍼뜨리기 ∙자원을 나누어 퍼뜨리기 ∙발아와 휴면 4. 뿌리의 공생 ∙뿌리 삼출물과 근권 미생물 ∙질소고정과 세균 ∙뿌리혹의 형성 과정 ∙인 채굴과 곰팡이 ∙균근의 구분

8 달리하기 전략
1. 생식과 유전적 다양성 ∙다양성의 역할 ∙무성생식과 유성생식 ∙근친교배 피하기 ∙수평적 유전자 전달 ∙전위유전단위 ∙유전체 배수화 ∙노이즈 현상-유전자 발현의 조절 2. 다양성 연결 ∙세포 간 연결 ∙춘계단명식물의 생태적 연결 ∙균근 네트워크 3. 다양한 식물의 생존 방법 ∙착생식물-거인의 어깨 위 ∙기생식물과 흡기 ∙사냥과 끈끈이주걱

9 식물 전쟁의 함의
1. 식물 전략의 확장 2. 경쟁 승리 전략의 다양성 3. 능력 확장과 한계 극복 4. 새로운 능력 개발 5. 경쟁 패배자의 운명 6. 인간의 경쟁 7. 경쟁 없는 세상 속으로

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입대를 앞둔 아들이 집에서 친구들과 놀겠다고 하여 어쩔 수 없이 아파트를 나섰다. 혼자서 무엇을 할지 생각하며 아파트 동 옆 벤치에 앉았다. 물끄러미 내려다본 땅바닥에는 이끼류가 잔뜩 자라고 있었다. 습한 날도 아니었다. 잔디나 질경이 같은 다른 풀도 좀 있었지만, 그곳의 대세는 이끼였다(그림 1-1 A). 우점종이 이끼라는 뜻이다. 근처로 고개를 돌리니 이끼가 보이지 않았다. 두 지점에서 자라는 식물의 우점종이 완전히 달랐다.
(중략) 특정 지역에 어떤 종의 식물이 자라는지는 환경에 의해 결정된다. 줄기를 만들고 잎을 발달시키고 키를 크게 하는 능력만으로 결정되는 것이 아니다. 이런 능력들이 부족해도 주변 여건에 적합하다면 경쟁에서 승리해 살아남을 수 있다. 한마디로 식물의 생존은 몇 가지 잣대로 평가할 수 없다. 아파트 주변에서 자라는 식물은 약간만 환경이 달라져도 전혀 다른 종류가 자랐다. 어떤 것은 환경에 잘 적응했고, 어떤 것은 다른 것과의 경쟁에서 이겼기 때문이다. 식물은 살아남기 위해 어떤 일을 벌이고 있을까?

오래전 전남 보성에 있는 녹차밭을 갔다가 그곳에 있는 메타세쿼이아의 웅장한 자태에 감탄사를 연발한 적이 있다. 이렇게 수목의 덩치에 탄복하는 경우는 많다. 그러나 나무줄기가 왜 그렇게 굵어야 하는지에는 별 관심이 없다. 늘 보다 보니 익숙해져서 그럴지도 모르겠다. 나무줄기가 굵고 단단해져야 하는 데는 매우 중요한 식물의 생존 원리가 숨어 있다.
(중략) 식물에는 장력 외에 물을 잎으로 올려 보내는 몇 가지 힘이 있다. 뿌리의 물 흡수에 중요한 역할을 하는 삼투압은 뿌리 물관에 물이 많이 모이게 한다. 이렇게 모인 물은 세포벽을 밀어내며 팽압을 만들고, 결국 뿌리압을 형성하기에 이른다. 이 같은 힘들은 모세관현상과 함께 물을 위로 올리는 작용을 한다. 이 때문에 이른 아침 잎끝에 물방울이 맺히는 일액현상이 나타난다. 이러한 힘들은 물을 100미터 높이까지 올리지 못한다. 수십 미터를 끌어 올리려면 앞에서 말한 장력이 필요하다. 100미터 끌어 올리는 힘의 세기를 계산해 보니 약 2메가파스칼(MPa)로 조사되었다. 대기압이 약 0.1메가파스칼이니 대기압의 20배 정도다. 이렇게 엄청난 힘을 식물 줄기가 견뎌야 한다. 장력을 견디지 못하면 세포가 뭉그러지고 줄기 성장이 불가능해진다. 다시 말해 식물의 줄기나 뿌리는 장력을 견디기 위해서 굵고 단단하게 목질화한다.

밤에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수한 CAM 식물은 말산을 만들어 이를 액포에 저장한다. 그리고 낮이 되면 기공을 닫은 후 말산에서 이산화탄소를 떼어내고 햇빛에서 ATP와 환원력을 얻어 광합성을 한다. 광합성의 명반응과 이산화탄소 흡수를 밤과 낮으로 분리한 것이다. 선인장과 같은 식물은 온도와 가뭄에 적응하는 방법으로 일반 식물과는 다른 유전적 능력을 얻었다. 그리고 사막에서 살아남았다.
생명체가 척박한 환경에서 살아남는 방법은 다양하다. 옳고 그름이나 방향이 있다고 말하기 어렵다. 살아남았으면 그것으로 충분한 것 같다. 공통점이 하나 느껴진다. 어렵고 힘든 환경을 인내하며 자기 변화를 꾀하고, 달라진 모습으로 환경에 적응했다는 사실이다.