맨위로가기

고비과

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요

고비과는 고비목을 구성하는 양치류의 한 과이다. 특징적으로 관다발 조직을 가지며, 잎자루 기부에서 턱잎을 구별할 수 있다. 포자는 녹색이고 삼극형이며, 배우체로 발아한다. 고비과에는 꿩고비속, 고비속 등이 있으며, 멸종된 종을 포함한다. 화석 기록은 고생대 석탄기까지 거슬러 올라가며, 다른 양치류와 구별되는 독특한 특징을 보인다.

더 읽어볼만한 페이지

고비과 - [생물]에 관한 문서
기본 정보
Osmunda regalis
학명Osmundaceae
명명자Martinov
상위 분류Osmundales
클레이토스문다
렙토프테리스
젠마이
오스문다스트룸
플레나시움
토데아
탐노프테리스
카스마토프테리스
오스문다카울리스
팔라에오스문다
밀레로카울리스
아우레알카울리스
토디테스
아노모프테리스
오스문다시디테스
오스문디테스
오스문돕시스
중밍겔라
타입 속젠마이
타입 속 명명자L.
기타 정보
화석 범위후기 페름기 - 현재

2. 특징

고비과는 다음과 같은 특징을 가진 식물군이다.[6]


  • 지상에서 자라는 여러해살이풀이다. 뿌리줄기는 크고 곧게 서거나 비스듬히 위로 향하며, 약간 기는 형태도 있다. 높이 솟아오르는 종류도 있다.
  • 줄기나 잎자루에는 털이나 비늘조각이 없다.
  • 잎은 줄기와 마디를 이루지 않는다. 잎자루 밑부분은 넓어져 턱잎과 같은 날개가 된다. 어린 싹일 때는 잎자루 밑부분에 점액을 분비하는 털이 있다.
  • 잎은 1-2회 깃털 모양 겹잎이며, 잎맥은 그물 모양을 이루지 않고 갈라진 채로 있다.
  • 포자낭은 영양잎과 다른 포자엽이나 별개의 깃조각에 붙는다. 포자낭이 붙는 깃조각은 잎몸이 축소되어 거의 축만 남으며, 포자낭은 그 가장자리에 생긴다. 일부는 보통 잎 뒷면 맥 위에 붙기도 한다.
  • 포자낭은 덩어리를 이루지 않고 밀집하여 생긴다. 얇은 막으로 되어 있으며, 크고 환대가 없다. 대신 윗부분 측면에 두꺼운 막 세포가 모인 곳이 있어 이 부분이 갈라져 포자를 방출한다. 포자낭은 모두 거의 동시에 성숙한다.
  • 포자는 모두 같은 모양이며 사면체형으로 거의 구형이다. 엽록체를 포함하고 주피가 없으며 수명이 짧다.

2. 1. 형태

고비과의 줄기는 관다발 조직을 포함하며, 이는 외인사관, 즉 피질을 둘러싸는 물관부의 링 바깥쪽에만 사부의 링이 존재하고, 는 다른 관다발 조직이 없는 형태이다.[6]

이 고사리의 잎자루 기부에서는 턱잎을 구별할 수 있다.[6] 굳어진 잎자루 기부는 지속적으로 유지되며 겹쳐져 줄기를 둘러싼 경화된 층을 형성한다.[6] 후벽 조직의 잎자루 기부와 혼합된 뿌리의 덮개는 줄기가 지상 위로 올라올 때 목질의 줄기를 형성할 수 있으며, Todea barbara의 경우에는 1m까지 자란다. 중생대 동안 번성했던 이 과의 멸종된 구성원은 나무의 키에 달할 수 있었고, 나무고사리라고 불렸다. 잎은 완전히 다른 구조를 갖는 별개의 비옥한 잎과 불임 잎을 갖는 완전 이형성체이거나, 구조가 매우 뚜렷한 비옥한 부분과 불임 부분을 갖는다.[6]

고비과의 포자낭은 크며, 꼭대기의 틈새에서 열린다. 환대는 포자낭을 여는 역할을 하며 측면에 위치한다. 일반적으로 128개에서 512개의 포자가 존재한다. 포자는 녹색이고 거의 둥글며 삼극형이다.[6] 포자는 배우체로 발아하며, 배우체는 녹색(광합성)이고 표면에서 자란다. 크고 심장 모양이다. 이 과 구성원의 기본 염색체 수는 22이다.[6]

지상성의 여러해살이풀로, 뿌리줄기는 크고 곧추서거나, 비스듬히 위로 향하거나, 또는 약간 기어간다. 높이 솟아오르는 것도 있다. 줄기나 잎자루에 털이나 인편을 내지 않는다.

잎은 줄기와의 사이에 마디를 갖지 않는다. 잎자루의 밑부분은 폭이 넓어져 턱잎과도 같은 날개가 된다. 어린 싹일 때, 잎자루의 밑부분에 점액을 분비하는 털을 갖는다. 잎의 형태는 1-2회 깃털 모양 겹잎이며, 잎맥은 자유롭게, 즉 끝에서 유착하여 그물을 만드는 일 없이, 모두 갈라진 채로 있다. 포자낭은 영양잎과는 다른 포자엽이나, 또는 별개의 깃조각에 붙는다. 포자낭을 내는 깃조각에서는 잎몸 부분이 축소되어 거의 축만 남아 있으며, 그 포자낭은 그 가장자리에 생긴다. 일부는 보통 형태의 잎 뒷면에 생기는 것도 있으며, 그 경우에는 뒷면의 맥 위에 붙는다.

포자낭은 포자낭군이라고 할 수 있는 덩어리를 만들지 않고, 밀집하여 생긴다. 포자낭은 얇은 막성으로, 크고 환대는 없으며, 그 대신 윗부분 측면에 두꺼운 막 세포가 모인 곳이 있으며, 이 부분이 갈라져 포자를 방출한다. 또한 포자낭이 모두 거의 동시에 성숙한다(제숙이라고 한다). 포자는 모두 동형이며 사면체형으로 거의 구형이다. 엽록체를 포함하고 있으며, 주피가 없고 수명이 짧다.

2. 2. 생태

고비과(이끼고비속)는 전 세계에 널리 분포하며, 10여 종으로 여겨진다. 이 외에 남반구에 분포하는 2속이 있으며, ''Todea'' 속은 오스트레일리아, 뉴질랜드, 남아프리카에 1종, ''Leptopteris'' 속은 뉴기니에서 뉴질랜드, 오스트레일리아, 사모아에 걸쳐 6종이 있다.[7] 마지막 속은 나무고사리로, 높이가 1m 이상이 된다.[8]

3. 하위 분류

고비과는 다음과 같은 속을 포함한다.

설명
꿩고비속 (Osmundastrum)
고비속 (Osmunda)
토데아속 (Todea)
렙톱테리스속 (Leptopteris)



2006년, 스미스(Smith) 등은 분자 계통 발생 연구를 통해 양치식물의 상위 분류를 수행하고 고사리의 4개 을 만들었다. 이들은 가장 큰 분류군에 'Polypodiopsida ''엄밀한 의미''라는 용어를 사용했다. 이후 'Polypodiopsida ''광의의 의미''는 4개 아강 전체를 지칭하는 데 사용되었고, 큰 아강은 Polypodiidae로 이름이 변경되었다. 이는 비공식적으로 박엽란강 고사리라고도 불린다. Polypodiidae는 7개의 을 포함하며, 오스문다목(Osmundales)은 이 아강의 다른 모든 구성원에게 자매군으로 보인다.[1]

고사리류 계통분류 그룹(2016)에 따르면, 오스문다목(Osmundales)은 오스문다과(Osmundaceae) 단일 과로 구성되며, 6개의 속과 약 18종(최대 25종)으로 추정된다.[7]

스미스 등(2006)은 ''Osmunda'', ''Leptopteris'', ''Todea''의 세 속을 오스문다과의 구성원으로 인식했다. 이 중 가장 큰 속인 ''Osmunda''는 전통적으로 ''Osmunda''(3종), ''Osmundastrum''(2종), ''Plenasium''(3–4종)의 세 아속으로 취급되었다. 그러나 이 속이 단계통군이 아닐 수 있다는 의혹이 있었다.[1]

초기 분자 계통발생 연구에 따르면, 전통적으로 분류 범위(circumscription (taxonomy))가 정해진 ''Osmunda''는 측계통군이며, ''Osmunda cinnamomea''는 나머지 과의 자매군으로 나타났다. 이후 연구를 통해 ''Osmundastrum'' 속을 부활시켜 ''Osmunda''를 단일계통군으로 만들었다. ''Todea''와 ''Leptopteris''는 일관되게 자매군으로 분류되었으며, ''Osmunda''는 아속(현재는 속)인 ''Osmunda'', ''Plenasium'' 및 ''Claytosmunda''[2]의 세 아분기로 구성됨이 밝혀졌다.

이후 여러 분류 체계에서 목과 과의 분류 범위는 변경되지 않았으며, 그 위치도 동일하게 유지되었다. 속 ''Osmunda''와 ''Osmundastrum'' 사이의 중간 형태를 가진 화석의 발견으로 오스문다과의 뿌리가 다를 수 있음이 밝혀졌다.[2]

2016년의 PPG I 분류는 오스문다목을 폴리포디아과에 계속 배치하지만, 아속을 속(''Claytosmunda'', ''Plenasium'')으로 승격시켜 ''Osmunda''를 더욱 분할한다.

고비과([이끼고비속])는 전 세계에 널리 분포하며, 10여 종으로 여겨진다. 남반구에는 ''Todea'' 속(오스트레일리아, 뉴질랜드, 남아프리카에 1종)과 ''Leptopteris'' 속(뉴기니에서 뉴질랜드, 오스트레일리아, 사모아에 걸쳐 6종)이 있다.[7] ''Leptopteris'' 속은 나무고사리로, 높이가 1m 이상이 된다.[8]

고사리류를 1속으로 보는 설과 3속으로 세분하는 설이 있다. 고사리속을 세분하는 경우, 아속을 속으로 승격시킨다.

4. 계통 분류

고비과는 박엽란강 고사리에 속하며, 고비목(Osmundales)이라는 단일 목을 구성한다. 이 목은 다시 고비과(Osmundaceae)라는 단일 과로 구성되며, 6개의 속과 약 18종(최대 25종)을 포함한다.[1]

Smith 등(2006)의 연구에서는 Osmunda, Leptopteris, Todea의 세 속이 고비과로 인식되었다.[1] 그러나 Osmunda 속이 단계통군이 아닐 수 있다는 의혹이 제기되었고, 분자 계통발생 연구를 통해 Osmunda cinnamomea가 다른 고비과 식물들과 자매군 관계에 있다는 것이 밝혀졌다.[1] 이에 따라 Osmundastrum 속이 부활하여 Osmunda 속은 단일계통군이 되었다.[1]

Metzgar 외(2008)에 따른 고비과 속 및 하위 분류군 간의 관계는 다음과 같다.[1]

{{clade|style=font-size:100%;line-height:100%

|label1='''고비과'''

|1={{clade

|1=''Osmundastrum'' (=''Osmunda cinnamomea'') 현존 1종

|2={{clade

|1={{clade

|1=''Todea'' 현존 2종

|2=''Leptopteris'' 현존 6종}}

|label2=''Osmunda''

|2={{clade

|1=아속 ''Claytosmunda'' (=''Osmunda claytoniana'') 1종

|label2=

|2={{clade

|1=아속 ''Plenasium'' 현존 4종

|2=아속 ''Osmunda '' 현존 4종}}

}}

}}

}}

이후 연구에서는 쥐라기 화석[2]을 통해 고비과의 뿌리가 다를 수 있음을 제시하며, 장지 유인(long branch attraction) 현상을 고려한 새로운 분류를 제안했다.

{{clade|style=font-size:100%;line-height:100%

|label1='''고비과'''

|1={{clade

|1={{clade

|1={{clade

|1=''Todea''

|2=''Leptopteris''}}

}}

|label2=''Osmunda''

|2={{clade

|1=아속 ''Osmundastrum''

|2={{clade

|1=아속 ''Claytosmunda''

|label2=

|2={{clade

|1=아속 ''Plenasium''

|2=아속 ''Osmunda '' }}

}}

}}

}}

2016년 고사리류 계통분류 그룹(PPG I) 분류는 Osmunda 속을 더욱 분할하여 아속을 속(''Claytosmunda'', ''Plenasium'')으로 승격시켰다.[1]

{{clade|style=font-size:100%;line-height:100%

|label1='''고비과'''

|1={{clade

|1=''Osmundastrum''

|2={{clade

|1={{clade

|1=''Todea''

|2=''Leptopteris''}}

|2={{clade

|1=''Osmundastrum''

|2={{clade

|1=''Claytosmunda'' (=''Osmunda claytoniana'')

|2={{clade

|1=''Plenasium'' 4종

|2=''Osmunda '' 4종}}

}}

}}

}}

}}

4. 1. 진화

Smith 등(2006)은 분자 계통 발생 시대에 발표된 최초의 상위 양치식물 분류를 수행하여 고사리의 4개 을 만들었다. 그중 고비과는 박엽란강 고사리(Polypodiidae)에 속하며, 7개의 중 하나인 고비목(Osmundales)은 아강의 다른 모든 구성원에게 자매군으로 보인다.[3]

Bomfleur 등은 "고비목(Osmundales)은 현존하는 모든 양치류 중에서 가장 풍부하고 유익한 화석 기록을 가지고 있다고 주장할 수 있다"라고 말한다. 이 목은 페름기 이후의 화석 기록에서 잘 나타난다. 페름기 이후 ''Anomopteris'', ''Todites'', ''Cladotheca'', ''Osmundopsis'', ''Cacumen'', ''Osmunda'', ''Damudopteris'', ''Dichotomopteris'', ''Cladophlebis''를 포함한 오스문달레안 또는 잠재적인 오스문달레안 잎들이 ''Osmundacidites'' 및 ''Todisporites''와 같은 분산된 포자와 함께 흔히 발견된다. 그러나 이들의 고비목, 특히 고비과와의 친화성은 판단하기 어렵다.[3]

트라이아스기에는 오늘날의 ''Todea'', ''Osmundastrum'' 및 ''Claytosmunda'' 잎과 동일하거나 유사한 잎이 빈번하게 나타난다. 더 잘 알려진 뿌리줄기 화석 기록은 이 그룹이 페름기에 가장 다양했고, 실질적으로 다른 형태의 수에서 트라이아스기에 이미 크게 감소했음을 나타낸다.

현대 고비과(Osmundeae 족)의 첫 번째 화석 대표에는 ''Claytosmunda''-해부학을 가진 뿌리줄기 화석 또는 ''Osmundastrum cinnomomeum''과 그 전구체의 특징적인 구조적 특징을 가진 뿌리줄기 화석이 포함된다.[3] 이 그룹의 잎 화석 기록도 마찬가지이다. Osmundeae(현대 고비과)의 주요 진단 특징은 자루 기저부에 있는 이질적인 후벽 조직 링이다. 이 잠재적인 공유 파생 형질은 Osmundeae와 잠재적 초기 조상 및 자매 계통을 수집하는 측계통군 속인 ''Millerocaulis''를 구별하는 유일한 특징이다. 'Millerocaulis'와 공유된 기본 ''Bauplan''은 일반적으로 Osmundeae 계통 내에서 유지되었으며 지난 2억 년 동안 약간에서 적당히 수정되었다. 트라이아스기-쥐라기 뿌리줄기 및 잎 형태는 ''Claytosmunda claytoniana''로 이어지는 계통에서 본질적으로 변경되지 않았다.[3] 이것은 ''C. claytoniana''의 직접적인 조상을 자매 계통 ''Osmunda'' 및 ''Plenasium''), 또는 그들의 공통 조상의 조상과 구별하는 것을 불가능하게 한다. 분자 연대는 ''Osmunda''와 ''Plenasium'' 사이의 분리, 그리고 ''Claytosmunda''와의 분기를 초기 백악기에 위치시켰으며, 이는 자매 속 ''Todea''와 ''Leptopteris'' 사이의 분기와 동시대적이다.[3] ''Osmundastrum''-계통은 훨씬 더 일찍 분기되었으며(아마도 중기 트라이아스기), 이는 원래 ''Millercaulis''에 포함된 재평가된 뿌리줄기 화석의 새로운 분류와 일치한다.

오스문다과에서 형태학적 특성의 진화에 관한 유일한 명시적인 재구성은 Miller의 획기적인 연구에서 찾을 수 있다.[4] 주목할 만한 점은 고비목의 두 과(멸종된 Guaireaceae과 현존하는 종을 포함한 고비과)의 페름기 뿌리줄기가 이 그룹의 생존 구성원에 비해 이미 비교적 복잡한 중심주 해부학을 보인다는 것이다. 뿌리줄기 화석 기록은 또한 여러 개의 독립적인 나무고사리 계통의 방사선, 즉 페름기의 Guaireaceae와 Thamnopterioideae, 트라이아스기의 ''Osmundacaulis'', 후기 백악기에서 고제3기까지의 ''Plenasium''(아속 ''Aurealcaulis'')을 나타낸다. Miller가 이미 언급했듯이,[4] 현존하는 종과 속과 직접적으로 관련이 없는 고도로 파생된 형태는 쥐라기 및 백악기에서 발견될 수 있으며, 예를 들어 ''Millerocaulis (Osmundacaulis) kolbii''가 있다.[3] 또 다른 일반적인 추세는 페름기의 고비목이 현대의 대응물보다 훨씬 더 컸다는 것이다. 오늘날 널리 퍼져 있는 고비과의 종은 작은, 낮게 해부된 중심주를 가진 뿌리줄기이다.[4]

고비과는 원시적인 양치류로, 화석은 고생대 석탄기[8](이와츠키 편(1992)에서는 페름기로 되어 있다)까지 거슬러 올라간다.

고비과는 포자낭의 발달과정에서 독특한 부분이 많다. 일반적인 양치류의 포자낭은 표층 세포 하나가 기원이 되어 발달하고, 완성된 포자낭 벽은 단층 세포로 이루어진다. 이를 박낭성이라고 한다. 반면, 다세포에서 발달하여 여러 층의 벽을 가진 진낭성은 종자식물에서는 보통이지만, 양치식물에서는 석송류나 고란초과, 고사리과 등 특수한 것에만 보인다. 고비는 보통의 양치류처럼 박낭성이지만, 포자낭 자루 부분 형성에는 주변 세포가 관여한다는 점에서 일반적인 양치류와 다르다. 이에 대해, 양치류의 진화에서 진낭성에서 박낭성으로 바뀌어 가는 가운데, 고비는 아직 진낭성의 흔적을 남기고 있다는 설도 있다.[9]

또한, 박낭성 고사리에서는 포자낭 외주를 수직으로 분단하듯이 후벽 세포의 열(환대)이 있어 포자낭을 열개시키는 작용을 한다. 고비과에서는 후벽 세포가 한 곳에 모여 있을 뿐, 환대 형태를 취하지 않는다. 이것도 박낭성 양치류에서는 고비과에서만 보이는 특징이며, 원시적인 성질로 여겨진다.[11] 포자낭이 일제히 성숙하는 제성도 많은 고사리에서는 보이지 않는 것으로, 원시적 특징으로 여겨진다.[12]

4. 2. 계통도

Smith 등(2006)의 연구와 2016년 고사리류 계통분류 그룹(PPG I)에 따르면, 고비과는 박엽란강 고사리에 속하며, 오스문다목(Osmundales)이라는 단일 목을 구성한다. 이 목은 다시 오스문다과(Osmundaceae)라는 단일 과로 구성되며, 6개의 속과 약 18종(최대 25종)을 포함한다.[1]

초기에는 ''Osmunda'', ''Leptopteris'', ''Todea''의 세 속이 오스문다과로 인식되었다.[1] 그러나 ''Osmunda'' 속이 단계통군이 아닐 수 있다는 의혹이 제기되었고, 분자 계통발생 연구를 통해 ''Osmunda cinnamomea''가 다른 고비과 식물들과 자매군 관계에 있다는 것이 밝혀졌다.[1] 이에 따라 ''Osmundastrum'' 속이 부활하여 ''Osmunda'' 속은 단일계통군이 되었다.[1]

Metzgar 외(2008)에 따른 오스문다과 속 및 하위 분류군 간의 관계는 다음과 같다.[1]

{{clade|style=font-size:100%;line-height:100%

|label1='''오스문다과'''

|1={{clade

|1=''Osmundastrum'' (=''Osmunda cinnamomea'') 현존 1종

|2={{clade

|1={{clade

|1=''Todea'' 현존 2종

|2=''Leptopteris'' 현존 6종}}

|label2=''Osmunda''

|2={{clade

|1=아속 ''Claytosmunda'' (=''Osmunda claytoniana'') 1종

|label2=

|2={{clade

|1=아속 ''Plenasium'' 현존 4종

|2=아속 ''Osmunda '' 현존 4종}}

}}

}}

}}

이후 연구에서는 쥐라기 화석[2]을 통해 오스문다과의 뿌리가 다를 수 있음을 제시하며, 장지 유인(long branch attraction) 현상을 고려한 새로운 분류를 제안했다.

{{clade|style=font-size:100%;line-height:100%

|label1='''오스문다과'''

|1={{clade

|1={{clade

|1={{clade

|1=''Todea''

|2=''Leptopteris''}}

}}

|label2=''Osmunda''

|2={{clade

|1=아속 ''Osmundastrum''

|2={{clade

|1=아속 ''Claytosmunda''

|label2=

|2={{clade

|1=아속 ''Plenasium''

|2=아속 ''Osmunda '' }}

}}

}}

}}

2016년 PPG I 분류는 ''Osmunda'' 속을 더욱 분할하여 아속을 속(''Claytosmunda'', ''Plenasium'')으로 승격시켰다.[1]

{{clade|style=font-size:100%;line-height:100%

|label1='''오스문다과'''

|1={{clade

|1=''Osmundastrum'' (대안 A: 다중 유전자 나무에서 추론된 외부군 뿌리)

|2={{clade

|1={{clade

|1=''Todea''

|2=''Leptopteris''}}

|2={{clade

|1=''Osmundastrum'' (대안 B)

|2={{clade

|1=''Claytosmunda'' (=''Osmunda claytoniana'')

|2={{clade

|1=''Plenasium'' 4종

|2=''Osmunda '' 4종}}

}}

}}

}}

}}

참조

[1] 간행물 "''Claytosmunda''; a new subgenus of ''Osmunda'' (Osmundaceae)" 2005
[2] 간행물 Fossilized nuclei and chromosomes reveal 180 million years of genomic stasis in royal ferns http://urn.kb.se/res[...]
[3] 간행물 Fertile Osmundaceae from the Early Jurassic of Patagonia 2012
[4] 간행물 Overview diagram illustrating the diversity and disparity of osmundalean stems
[5] 웹사이트 Osmundaceae http://www.tropicos.[...]
[6] 서적 以下、主として田川(1959),p.34-35
[7] 서적 岩槻編(1992),p.72
[8] 서적 加藤(1997),p.78
[9] 서적 岩槻編(1992),p.18-19
[10] 서적 田村(1999),p.74
[11] 서적 田村(1999),p.75
[12] 서적 岩槻編(1992),p.19



본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com