풍매화

3. 수분 및 수정

풍매화는 바람에 의해 수분되기 때문에 대부분 꽃의 크기가 작고, 녹색이나 흰색을 띤다.^[4] 소나무와 같은 침엽수는 암꽃과 수꽃이 따로 있으며, 수꽃은 송화 가루라 불리는 노란색 꽃가루로 덮인 노란색 기둥 모양이다.

바람에 의해 꽃가루가 날려 암술머리에 붙어 수분되며, 이후 수정이 일어난다. 수분된 꽃가루는 발아되어 화분관이 신장되고, 화분관 속의 정세포(정핵)가 난세포와 결합하여 수정된다. 속씨식물에서는 정세포(정핵) 하나가 난세포와, 또 다른 정세포(정핵)가 극핵과 수정되는 중복수정이 일어난다.

일반적으로 수정은 화분 자체가 발아하여 화분관이 신장되어 일어나며, 수분은 물, 바람, 곤충, 새 등에 의해 일어난다. 따라서 풍매화, 수매화, 충매화 등으로 나뉜다.

풍매화의 꽃가루는 매끄럽고 가볍고 끈적거리지 않아 기류에 의해 운반될 수 있다.^[5] 풍매화 식물은 수분 매개체를 끌어들이는 경향이 없다.^[2] 그들은 무수히 많은 꽃가루를 자유롭게 배출하며, 그 중 소량만이 풍매화 식물의 암꽃 구조에 포획된다.^[3] 일반적으로 직경이 20um에서 60um이지만, ''소나무'' 종의 꽃가루는 훨씬 더 크고 밀도가 낮을 수 있다.^[1] 풍매화 식물은 꽃가루를 잡고 배포하기 위해 길고 노출이 잘 된 수술을 가지고 있으며,^[2] 이 수술은 바람의 흐름에 노출되어 있고, 공기 중의 꽃가루를 쉽게 잡을 수 있도록 크고 깃털 같은 암술머리도 가지고 있다.^[5]

풍매화는 단일 식물의 수컷과 암컷 생식 시스템을 분리하여 근친 교배의 영향을 줄이는 데 도움이 되는 적응이다.^[6] 종종 자웅이주와 동반되며, 즉 수컷과 암컷 생식 구조가 별도의 식물에 존재한다. 풍매화는 외래 교배를 촉진하고, 따라서 근친 교배 자손 식물에서 열성 유해 돌연변이의 발현으로 인해 발생할 수 있는 근친 교배 우울증을 피하기 때문에 적응적으로 유익하다.^[7]

4. 진화 및 생태

풍매화는 바람을 이용하여 꽃가루를 암술까지 운반하는, 즉 풍매를 선택하고 그 방향으로 진화한 형태의 꽃, 또는 그러한 식물을 말한다.^[4]

풍매화의 꽃가루는 매끄럽고 가볍고 끈적거리지 않아 기류에 의해 운반될 수 있다.^[5] 풍매화 식물은 수분 매개체를 끌어들이는 경향이 없다.^[2] 이들은 무수히 많은 꽃가루를 자유롭게 배출하며, 그 중 소량만이 풍매화 식물의 암꽃 구조에 포획된다.^[3] 일반적으로 직경이 20um에서 60um이지만, 소나무 종의 꽃가루는 훨씬 더 크고 밀도가 낮을 수 있다.^[1] 풍매화 식물은 꽃가루를 잡고 배포하기 위해 길고 노출이 잘 된 수술을 가지고 있다.^[2] 이 수술은 바람의 흐름에 노출되어 있으며, 공기 중의 꽃가루를 쉽게 잡을 수 있도록 크고 깃털 같은 암술머리도 가지고 있다.^[5]

풍매화는 단일 식물의 수컷과 암컷 생식 시스템을 분리하여 근친 교배의 영향을 줄이는 데 도움이 되는 적응을 한다.^[6] 종종 자웅이주와 동반되며, 즉 수컷과 암컷 생식 구조가 별도의 식물에 존재한다. 풍매화는 외래 교배를 촉진하고, 따라서 근친 교배 자손 식물에서 열성 유해 돌연변이의 발현으로 인해 발생할 수 있는 근친 교배 우울증을 피하기 때문에 적응적으로 유익하다.^[7]

충매화의 경우에는 충매나 조매 등 동물의 존재가 불가결하다. 다만, 식물이 생육하는 환경에서는 이러한 동물도 꽤 보편적으로 생존하고 있으므로, 충매나 조매도 많은 경우 불리하지 않다. 오히려, 그러한 동물들이 꽃에서 꽃으로 선택적으로 이동하기 때문에, 생산하는 꽃가루의 양과 수분의 효율 면에서는 유리하다. 벌이나 새를 부르기 위한 자원 공급(꿀이나 먹히는 꽃가루 등)이나, 유인을 위한 투자(화려한 꽃을 만드는 것과 냄새를 발하는 것)가 필요하지만, 풍매화가 꽃가루를 낭비하며 널리 산포하는 것을 생각하면, 효율 면에서는 이점이 크다. 따라서 온화한 환경에서는 동물 매개의 비율이 증가한다.

그러나, 동물이 그 환경에 생존하기 위해서는, 꽃이 피는 시기 이외에도 생존을 유지해야 한다. 예를 들어 심한 건기가 계속되는 장소에서는, 식물은 종자 등의 휴면 상태로 지낼 수도 있지만, 동물에게는 그러한 솜씨 좋은 흉내를 낼 수 있는 것은 많지 않다. 또한, 꽃가루 매개를 하는 동물과 꽃과의 공진화가 일어나면, 어느 한쪽이 없어지면 다른 한쪽의 생존이 위태로워지는 경우도 있다. 풍매화에서는 이러한 현상이 일어나는 일은 없다.

이와 같이, 풍매화는 다른 동물에 의존하지 않고, 광범위한 조건하에서 성립하기 쉬운 방법이다. 이 방법을 채용하고 있는 식물의 종은 의외로 많고, 실용적으로 중요한 식물도 적지 않다. 구체적으로는, 겉씨식물(소나무과, 측백나무과, 삼나무과 등)의 대부분, 버드나무과와 참나무과 식물(너도밤나무, 가시나무, 떡갈나무 등), 벼과와 사초과 등이 그렇다. 오히려, 생물의 역사를 보면, 풍매화야말로 꽃의 모습으로서는 본래의 것이었다고도 생각할 수 있다.

5. 알레르기

대부분의 알레르기성 꽃가루는 풍매화 종에서 비롯된다.^[8] 풍매화 식물이 생산하는 꽃가루에 알레르기가 있는 사람들은 종종 고초열 증상을 겪는다.^[2] 벼과(Poaceae)는 대부분의 온대 지역에서 가장 중요한 공기 알레르겐 생산원이며, 저지대 또는 초원 종이 고지대 또는 황무지 종보다 더 많은 꽃가루를 생산한다.^[8] 모로코에서는 벼과 꽃가루로 인한 천식이 환자들이 겪는 임상 호흡기 질환의 10%를 차지한다는 연구 결과가 나왔다.^[9] 벼과 식물의 개화 특성으로 인해 알레르기성 꽃가루가 공기 중에 떠도는 시간이 늘어나고, 이는 이에 과민한 사람들에게 좋지 않다.^[9]

풍매화의 꽃가루는 광범위하게 흩뿌려지기 때문에, 꽃가루 알레르기의 원인이 되기도 한다.

6. 분류

벼과, 골풀과, 버드나무과, 밤나무, 오리나무, 은행나무, 참나무, 호두나무, 소나무 등이 풍매화에 속한다.^[10] 겉씨식물(소나무과, 측백나무과, 삼나무과 등)의 대부분, 버드나무과와 참나무과 식물(너도밤나무, 가시나무, 떡갈나무 등), 벼과와 사초과 등이 이에 해당한다. 생물의 역사를 보면, 풍매화가 꽃의 본래 모습이었다고 생각할 수도 있다.^[10]

바람에 의해 꽃가루가 널리 퍼지기 때문에 꽃가루 알레르기의 원인이 되기도 한다.

풍매화는 다음과 같은 특징을 가진다.

• 꽃이 수수하다.
• 꽃잎 등이 없거나 퇴화했다. 수수한 색으로 눈에 띄지 않고 향기도 거의 없다.^[10]
• 꽃가루를 많이 생산한다.
• 다량의 꽃가루를 생산하여 연기처럼 보이기도 한다.
• 암술머리가 길고 크게 발달한다.
• 암술머리에 털이 많거나 길게 뻗어 있다.
• 꽃가루가 공중에 날기 쉽다.
• 꽃가루가 바람에 잘 날리도록 주머니를 가진 것도 있다.
• 수꽃과 암꽃으로 나뉘는 경우가 많다.
• 수꽃은 가지 끝에, 암꽃은 약간 기부에 위치한다.

• 자작나무과, 버드나무과, 참나무과 등은 모두 수목이다. 수꽃은 가지 끝에 수상 꽃차례로 나오고, '''미상 꽃차례'''라고 불린다. 꽃 구조가 단순하여 수꽃은 수술뿐, 암꽃은 암술뿐이다. 엥글러 체계는 이들이 속씨식물 중 가장 원시적이라고 보았다. 크론키스트 체계는 목련처럼 꽃잎, 수술, 암술 수가 불안정하고 나선형으로 배열하는 꽃을 원시적으로 보며, 이들 풍매화는 이차적으로 진화하여 단순한 구조의 꽃을 가지게 되었다고 본다.
• 외떡잎식물 중 골풀과, 사초과, 벼과를 포함하는 군이 있다. 이들은 꽃잎을 가진 꽃에서 진화한 것으로 생각된다. 골풀과는 여섯 장의 화피가 있지만, 사초과, 벼과는 거의 보이지 않고 꽃이 단순화되어 소수를 형성한다. 벼과는 세계 초원에서 우점하며 곡물로서 중요하다.
• 야자과, 판다누스과를 포함하는 외떡잎식물 군이 있다. 이들은 외떡잎식물 중 예외적인 목본이다.

• 은행나무 식물
• 소철 식물
• 구과식물문

• 진정쌍떡잎식물
• 핵심진정쌍떡잎식물
• 장미군
• 콩군
• 말피기목
• 버드나무과: 버드나무, 미루나무, 포플러
• 장미목
• 쐐기풀과: 쐐기풀, 환삼덩굴, 모시풀
• 참나무목
• 참나무과: 너도밤나무, 가시나무, 상수리나무, 굴참나무
• 산수유과: 산딸나무
• 가래나무과: 가래나무, 사스래나무
• 자작나무과: 자작나무, 사방오리, 오리나무, 물푸레나무, 개암나무, 서어나무, 개암나무
• 국화군
• asterid I
• 용담목
• 꼭두서니과: 코프로스마속(Coprosma), 참나물속^[12]
• asterid II
• 국화목
• 국화과: 쑥, 돼지풀, 도꼬마리
• 외떡잎식물
• 판다누스목
• 판다누스과
• 닭의장풀군
• 야자목
• 야자과
• 벼목
• 부들과 (구 미나리과 포함)
• 골풀과
• 사초과
• 벼과

7. 한국의 풍매화

벼과(벼, 밀, 옥수수 등), 골풀과(골풀, 방동사니 등), 버드나무과(버드나무, 사시나무, 수양버들 등), 밤나무, 오리나무, 은행나무, 참나무, 호두나무, 소나무 등이 한국에서 흔히 볼 수 있는 풍매화이다. 풍매화는 바람에 의해 수정되기 때문에 대부분 꽃의 크기가 작고, 녹색이나 흰색을 띤다. 소나무와 같은 침엽수는 암꽃과 수꽃이 따로 있으며, 수꽃은 송홧가루라 불리는 노란색 꽃가루로 덮여 있다.

참조

_[1] 서적 Biology Of Pollen APH Publishing
_[2] 웹사이트 Wind https://ucanr.edu/si[...] 2020-12-01
_[3] 웹사이트 Wind Pollination http://seeds.ca/poll[...] 2020-12-15
_[4] 서적 Insects on Palms CAB International
_[5] 웹사이트 Wind and Water Pollination https://www.fs.fed.u[...] 2020-12-15
_[6] 간행물 Abiotic pollen and pollination: ecological, functional, and evolutionary perspectives
_[7] 문서 The genetics of inbreeding depression 2009-11
_[8] 서적 The Scientific Basis of Allergy John Wiley & Sons
_[9] 간행물 Pollen production in anemophilous species of the Poaceae family in Tetouan (NW Morocco) https://doi.org/10.1[...] 2008-12-09
_[10] 웹사이트 花粉媒介 https://www.biol.tsu[...] Takeshi Nakayama 2021-09-20
_[11] 웹사이트 Angiosperm Phylogeny Website http://www.mobot.org[...] 2017-07
_[12] 서적 Floral Diagrams: An Aid to Understanding Flower Morphology and Evolution https://books.google[...] Cambridge University Press