1강 식물의 뿌리Plant Roots
Plant roots는 보통 땅속에 있으면서 식물체를 떠받치고 땅속의 수분water, moisture이나 양분nourishment, nutrient을 빨아올리는 식물의 한 기관이야. 식물의 뿌리에 대해 공부를 하는데 뿌리가 무엇인지 모르고 그 형태나 기능 구조 등을 공부하는 것은 별 의미가 없어. 또 보통 ‘뿌리가 뭔지는 알아’라고 생각을 하고 있지만 막상 ‘뿌리가 뭐야?’라는 질문을 받으면 순간 할 말이 없어지지. 그러니깐 식물의 뿌리가 무엇인지 그 정의부터 보고 넘어가야 하는 거야.

이번에는 뿌리의 기능function을 보자. 기본적으로 식물의 뿌리는 땅속에서 식물을 고정시켜주고 있지. 그러면서 식물이 살아가는 데 필요한 물과 무기양분mineral nutrient을 흙 속에서 흡수를 해주는 거야. 뿐만 아니라 leaves에서 일어나는 광합성photosynthesis으로 만든 유기양분을 저장store하는 곳이기도 해. 무기양과 유기양분이라는 말이 이해가 안될 꺼야 간단히 말하자면 유기양분은 탄수화물carbohydrate, 단백질protein 그리고 지방fat을 말하는 거야. 모두 에너지가 되는 것들이지.  무기양분은 이 3가지를 제외한 것들인데 질소, 철, 인, 칼륨, 칼슘 등이 있어. 무기양분은 에너지가 될 수 없는 것들이야. 비타민을 많이 먹는다고 힘이 나지는 않아. 무기양분은 물에 잘 녹아서 식물의 뿌리에 흡수가 되는 거야. 마지막으로 뿌리는 산소oxygen를 흡수하고 이산화탄소carbon dioxide를 배출하지. 사람과 똑같아. 잠시 뿌리의 기능을 살펴보았는데 조금만 생각하면 이것들이 전혀 암기를 것들이 아니라는 것을 알 수 있어. 땅속에서 식물을 지탱하는 역할을 하니깐 그것을 지지작용이라고 하고 물과 무기양분을 흡수하니깐 흡수작용이라고 말하는 것이고 광합성으로 만들어지 유기양분을
저장하니깐 저장작용, 마지막으로 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출하니깐 호흡작용이라고 하는 거지.

학생-1: 간단하네요

이번에는 뿌리의 생김새를 볼까~뿌리는 할아버지 수염처럼 생긴 수염뿌리fibrous root가 있고 또 길고 곧게 나아있는 곧은뿌리tap root가 있어. 뿌리는 body처럼 생긴 놈과 팔다리처럼 생긴 놈이 있는데 body처럼 생긴 뿌리는 원뿌리main root와 팔다리처럼 생긴 곁뿌리lateral root가 있어. fibrous root 와 tap root는 원뿌리와 곁뿌리의 생김새를 보고 결정할 수 있지. 곧은뿌리는 원뿌리가 자라나면서 곁에 곁뿌리들이 자라는 형태이고 수염뿌리는 원뿌리가 퇴화atrophy하는 형태지. 뿌리는 이런 곧은뿌리와 수염뿌리 이외에도 여러 형태가 있는데 그건 나중에 이야기 하자. 지금은 뿌리의 내부가 어떻게 생겼는지부터 봐야 하니깐 말야.

먼저 뿌리털root hair을 볼까. 뿌리털~ 뿌리에 있는 털이지. 이것은 식물의 피부 그러니깐 껍질이 변형되어서 옆으로 길게 나온 것이야. 식물의 피부를 표피epidermis라고 하는데 이 표피를 이루는 세포cell가 변형된 것이지. 이런 뿌리털은 세포벽cell wall이 얇아서 물과 무기양분이 쉽게 통과할 수 있어. 식물이 잘 자라기 위해서는 물과 무기양분이 많아야 하니깐 뿌리털이 많아야 겠지. 뿐만 아니라 흙과 닿는 부분도 그러니깐 흙과 접촉하는 부분도 많아야 하니깐 뿌리털은 어떻게든 흙과 접촉하는 면이 많으려는 구조로 되어있어. 신기하지.

학생-2: 뿌리털이 hair에요? 웃긴다.

식물은 뿌리털이 많아야 할 뿐만 아니라 뿌리털이 길게 자라야 멀리있는 곳의 물과 무기양분을 끌어 올 수 있겠지. 그래서 생장점growing point에서 세포분열cell division(하나의 세포가 둘로 나눠지는 것으로 세포분열을 통해 세포의 수가 증가한다. 결과적으로 세포분열을 통해 생물의 크기가 커지는 것이다)이 일어나서 뿌리가 길게 자라게 되는 거야. 그런데 생장점에서 계속 만들어지는 작은 세포들이 거친 땅속을 헤집고 다니려면 자주 다치겠지 그래서 이런 생장점을 보호하는 역할을 하는 것이 있는데 그것을 뿌리골무root cap라고 해. 생장점을 보호하는 모자라고 생각하면 될 꺼야. 뿌리골무들은 아무리 단단한 흙과 부딪혀도 다치질 않아. 그 이유는 뿌리골무 자체가 죽은 세포들로 만들어져 있거든. 참 생장점은 뿌리에만 있는 것이 아니라 줄기stem에도 있어. 정확히는 줄기 끝에 있지 그래서 줄기가 하늘 높이 자랄 수 있는 거야 뿌리에도 생장점이 뿌리 끝에 있으니깐 밑으로 자랄 수 있겠지.

학생-1: 세포분열을 왜 해요?

헐 좋은 질문이네. 그런데 그건 좀 나중에 설명을 해 줄게. 세포에 대해 이야기 할 때 좀 자세히 말해 줄 수 있거든. 간단히 말한다면 몸집이 더 커지면 굶어 죽으니깐 세포로써는 어쩔 수 없는 선택이야. 다시 뿌리로 돌아가자구...ㅎㅎ

아까 표피라는 것을 말했었지?! 표피는 식물이든 동물이든 간에 가장 바깥쪽을 덮고 있는 겉껍질을 말하는 거야. 마지막으로 관다발vascular bundle을 볼까! 관다발은 물과 유기양분의 이동통로야 그런데 물과 유기양분이 하나의 통로로 이동하는 것이 아니라 다른 길로 이동을 해. 그래서 물이 주로 이동하는 통로는 물관vessel과, 유기양분이 이동하는 통로를 체관sieve tube라고 해(물이 체관에서 이동하기도 해). 이 관다발을 뿌리의 중심에 있는데 뿌리 관다발은 줄기 관다발과 연결되어 있어. 그래야만 식물 곳곳까지 물과 양분을 공급할 수 있으니깐.

먼저 물관에서는 물이 이동을 하겠지. 뿌리가 흡수한 물이 이동을 하는데 이때에 무기양분도 함께 이동을 하는 거야. 반대로 체관의 경우에는 유기양분이 이동을 하는데 이 유기양분이 뿌리에서 만들어지는 것이 아니라 잎에서 광합성을 통해 만들어지는 것이니깐 잎에서 만들어진 유기양분이 체관을 통해 식물 전체로 이동을 하는 것이지. 이거 헷갈리면 안되지 ㅎㅎㅎㅎ