광합성을 하지 않는 식물

초등학교 고학년만 되어도 동물과 식물의 차이를 “광합성의 유무!”라고 대답하는 똑똑한 아이들이 많은 세상이다. 그런데 엽록체를 통해 유기물을 합성하여 살아가는 줄로만 알았던 식물 중에도 광합성을 하지 않는 녀석들이 있다면? 상식을 뒤집는 반전의 주인공은 누구인지 알아보자.


엽록체가 있어야 가능한 광합성 작용

쉽게 말해 광합성은 태양으로부터 오는 빛에너지와 뿌리로 끌어올린 물, 공기 중에서 흡수한 이산화탄소의 합성 과정을 통해 포도당을 만들어내는 작업이다. 이 포도당이 변하여 지방과 단백질, 과당 등의 영양분을 만들고 이것이 식물의 줄기와 잎, 꽃과 열매를 이루는 것. 그런데 이 광합성 작용이 이루어지는 곳이 바로 식물의 세포 안에 있는 ‘엽록체’인데, 안타깝게도 어떤 식물들은 이 엽록체를 가지고 있지 않다는 데서 문제가 시작된다. 그렇다면 엽록체가 없어 스스로 영양분을 만들 수 없을 때, 식물은 생존을 위해 어떤 선택을 할 수 있을까?

우선, 다른 식물로부터 영양분을 얻어 살아가는 방법을 찾을 수 있다. 실제 변형된 뿌리를 이용해 다른 식물의 양분을 빨아들이는 식물이 있는데, 이러한 것들을 ‘기생식물(parasitic plant)’이라 한다. 하지만 숙주의 관다발에서 모든 영양분을 흡수하는 새삼(Cuscuta japonica)이나 더부살이에 비해, 겨우살이(Viscum album var. coloratum)는 일부 광합성을 통해 영양분을 얻기도 하는데 이러한 생태의 차이에 따라 ‘완전 기생식물’과 ‘일부 기생식물’로 나누기도 한다. 완전 기생식물 중에는 특정 식물(콩과)에만 기생하는 새삼과 달리, 모든 식물을 숙주로 삼아 왕성하게 번식한 끝에 마침내 숙주 식물을 고사시키고 마는 미국실새삼(Cuscuta pentagona) 같은 것도 있다.


일부 광합성 작용을 하는 겨우살이

‘초종용’이라고도 불리며 바닷가 사철쑥에 기생해 자라는 갯더부살이(Orobanche coerulescens), 쑥에 기생하는 백양더부살이(Orobanche filicicola) 등은 이름에서 어렵지 않게 기생식물임을 짐작할 수 있는 것들이다. 물론 억새 뿌리에 기생하는 야고(Aeginetia indica)처럼, 이름만으로는 짐작이 어려운 기생식물도 있다. 최근 항암효과와 각종 성인병, 백혈병 치료에 효능이 있다고 알려지면서 무분별한 채취로 수난을 겪고 있는 겨우살이. 참나무와 자작나무 등의 가지에 기생해 한 겨울에도 푸른 잎을 띠며 자라는 겨우살이는 대표적인 ‘일부 기생식물’의 하나다.

다른 식물에 기대어 살아가는 방법 외에, 각종 동식물의 사체나 배설물에서 영양분을 얻어 성장하는 식물이 있는데, 이러한 식물을 ‘부생식물(saprophyte)’이라고 한다. 부생식물은 대체로 높은 산 깊은 숲속, 음지의 낙엽 밑에서 자란다, 그래서 뿌리와 줄기, 잎이 매우 연약한 특성을 보인다. 봄에서 여름 사이, 은백색 꽃을 피우는 수정난풀(Monotropa uniflora)과 황백색 꽃을 피우는 구상난풀(Monotropa hypopithys)이 대표적인 부생식물이다.


광합성만으로 양분이 부족하다면?

한편, 식물이 잘 자라려면 질소와 인 등의 영양분도 필요한데, 광합성이나 토양환경만으로 이러한 양분이 부족할 경우 다른 대안을 모색하는 식물도 있다. 바로 곤충을 잡아먹어 영양분을 보충하는 방법. 우리가 익히 알고 있는 파리지옥이나 끈끈이주걱(Drosera rotundifolia), 물가에 사는 통발(Utricularia japonica) 등이 여기에 해당하는 식충식물인데, 이러한 식물들은 기본적으로 광합성을 하므로 곤충을 먹지 못한다고 해서 죽는 것은 아니다. 다만 성장이 더뎌질 뿐이다.

대부분 한곳에서 자라는 식물의 특성상 광합성은 식물의 성장에 대단히 중요한 작용임이 분명하다. 하지만 모든 사람이 같은 방식으로 살아가지 않듯, 식물 또한 저마다 다른 방식으로 자신만의 삶을 살아가는 것 아닐까.
  • 2018년 03월호
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