메꽃과

1. 개요

메꽃과는 깔때기 모양의 꽃부리를 가지는 식물 과로, 덩굴성 줄기와 어긋나는 잎, 삭과, 장과 또는 견과 형태의 열매를 특징으로 한다. 고구마, 공심채, 나팔꽃 등이 메꽃과에 속하며, 일부 종은 식용 또는 약용으로 사용되거나 환각 성분을 함유하기도 하다. 메꽃과는 나팔꽃족, 마리파족, 메레미아족, 새삼족, 서양메꽃족 등 다양한 족으로 분류되며, 족 분류가 불명확한 속들도 존재한다.

2. 특징

메꽃과 식물은 주로 깔때기 모양의 방사대칭 꽃으로 알아볼 수 있다. 꽃의 구조는 보통 5개의 꽃받침, 5개의 합쳐진 꽃잎, 꽃잎에 붙어 있는 5개의 수술, 그리고 2개의 심피로 이루어진 상위 씨방으로 구성된다. 대부분의 메꽃과 식물 줄기는 덩굴성이며, 이는 라틴어 이름(convolvere^라틴어, "감다"라는 뜻)의 유래가 되었다. 잎은 단순하고 어긋나며 턱잎이 없다. 다만 기생성 식물인 실새삼의 경우 잎이 비늘처럼 퇴화되어 있다. 열매는 삭과, 장과 또는 견과 형태이며, 각 씨방에는 보통 2개의 씨앗이 들어 있다.

메꽃과 식물은 다양한 용도로 활용된다. 어떤 종의 잎이나 녹말 성분의 덩이줄기는 식량으로 이용되는데, 고구마나 공심채가 대표적인 예이다. 씨앗은 하제로서 약용 가치가 있어 사용되기도 한다. 또한 나팔꽃처럼 화려한 꽃을 피워 정원에서 관상용으로 재배되기도 하지만, 메꽃(주로 Convolvulus 속과 Calystegia 속)이나 실새삼처럼 농작물에 피해를 주는 잡초로 여겨지기도 한다. 대부분 덩굴성이지만, Humbertia madagascariensis처럼 중간 크기의 나무이거나 Ipomoea carnea처럼 직립하는 관목인 경우도 있다. 일부 기생성 종 역시 약용으로 쓰인다.

2.1. 화학적 성분

일부 메꽃과 종의 잎과 씨앗 등에는 특정 화학적 성분이 함유되어 있다. 대표적으로 에르고린 알칼로이드가 있으며, 이 성분 때문에 올로리우키( Turbina corymbosa )와 같은 일부 종은 환각제나 향정신성 의약품의 원료로 사용되기도 한다.

메꽃과 식물에서 에르고린 알칼로이드가 발견되는 것은 특정 곰팡이와의 공생 관계 때문인 것으로 밝혀졌다. 이는 맥각균속( Claviceps )과 관련된 곰팡이가 식물에 감염되면서 나타나는 현상이다. 최근 Ipomoea asarifolia 종에 대한 연구에서는, DNA 염기서열 분석과 계통 발생 분석을 통해 Clavicipitaceae과에 속하는 특정 곰팡이가 에르고린 알칼로이드의 존재와 밀접한 관련이 있음을 확인했다. 이 곰팡이는 숙주 식물에서 착생하여 자라는 종자 전파성 절대 생물영양체로 추정되며, 이러한 공생 관계가 메꽃과 식물의 독특한 화학 성분 생성에 기여하는 것으로 보인다.

또한, 롤린 알칼로이드라는 다른 종류의 화합물도 일부 메꽃과 식물에서 발견되었다. 롤린 알칼로이드는 일반적으로 Neotyphodium 속과 같은 특정 곰팡이에 의해 생성되지만, 메꽃과 식물 내에서 이 성분이 어떻게 생성되는지에 대한 정확한 기원은 아직 연구 중이다.

3. 분포

(내용 없음)

4. 이용

메꽃과 식물은 다양한 방식으로 이용된다. 일부 종의 잎과 녹말 성분이 풍부한 덩이줄기는 식량으로 사용되는데, 대표적인 예로 고구마와 공심채가 있다. 씨앗은 하제로서 약용 가치가 있어 활용되며, 일부 기생성 메꽃과 식물도 약용으로 쓰인다.

몇몇 메꽃과 식물은 에르고린 알칼로이드를 함유하고 있어 환각제나 향정신성 의약품의 원료로 사용되기도 한다. 예를 들어 올로리우키(ololiuqui)가 여기에 해당한다. 이러한 에르고린 알칼로이드의 존재는 식물 자체에서 생산하는 것이 아니라, 특정 곰팡이(맥각균속 Claviceps와 관련된 곰팡이)에 감염되었기 때문인 것으로 밝혀졌다. 최근 Ipomoea asarifolia^라틴어 종에 대한 연구에서, DNA 염기서열 분석과 계통 발생 분석을 통해 Clavicipitaceae과 곰팡이와 밀접한 관련이 있는 곰팡이가 식물 내 에르고린 알칼로이드 존재와 항상 연관되어 있음이 확인되었다. 이 곰팡이는 씨앗을 통해 전파되며, 숙주 식물에서 착생하여 살아가는 절대 생물영양체로 보인다. 이는 메꽃과 일부 종에서 발견되는 에르고린 알칼로이드가 식물과 곰팡이 간의 공생 관계의 결과임을 강력하게 시사한다. 또한, 다른 종류의 알칼로이드인 롤린 알칼로이드(일부 Neotyphodium^라틴어 속 곰팡이가 주로 생성)도 메꽃과 식물에서 확인되었으나, 그 기원은 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

이 외에도 메꽃과 식물은 화려한 꽃 때문에 정원에서 관상용으로 재배되기도 하는데, 나팔꽃이 대표적이다. 반면, 메꽃(주로 Convolvulus^라틴어 속과 Calystegia^라틴어 속)이나 실새삼처럼 농경지나 정원에서 골칫거리 잡초로 여겨지는 종들도 있다. 대부분 덩굴성 식물이지만, Humbertia madagascariensis^라틴어는 중간 크기의 나무이고, Ipomoea carnea^라틴어는 직립 관목 형태를 띤다.

5. 하위 분류

; 나팔꽃족(Ipomoeeae J.Presl)
; 마리파족(Maripeae Webb & Berthel.)
; 메레미아족(Merremieae D.F.Austin)
; 새삼족(Cuscuteae Dumort.)
; 서양메꽃족(Convolvuleae Dumort.)
; 선나팔꽃족(Jacquemontieae Stefanovic & D.F.Austin)
; 아니세이아족(Aniseieae Stefanovic & D.F.Austin)
; 아욱메풀족(Dichondreae Choisy ex G.Don)
; 에리키베족(Erycibeae R.Hogg)
; 카르디오클라미스족(Cardiochlamyeae Stefanovic & D.F.Austin)
; 크레사족(Cresseae Benth. & Hook.f.)
; 훔베르티아족(Humbertieae Stefanovic & D.F.Austin)

5.1. 나팔꽃족 (Ipomoeeae)

* 나팔꽃속(Ipomoea L.) - 나팔꽃, 고구마
* Argyreia Lour. - 하와이 아기 메꽃
* Astripomoea A.Meeuse
* Blinkworthia Choisy
* Lepistemon Blume
* Lepistemonopsis Dammer
* Paralepistemon Lejoly & Lisowski
* Rivea Choisy
* Stictocardia Hallier f.

5.2. 마리파족 (Maripeae)

*Dicranostyles Benth.
*Itzaea Standl. & Steyerm.
*Lysiostyles Benth.
*Maripa Aubl.

5.3. 메레미아족 (Merremieae)

* Camonea Raf.
* Daustinia Buril & A.R.Simões
* Decalobanthus Ooststr.
* Distimake Raf.
* Hewittia Wight & Arn.
* Hyalocystis Hallier f.
* Merremia Dennst. ex Endl. – 하와이 우드 로즈
* Operculina Silva Manso
* Remirema Kerr
* Xenostegia D.F.Austin & Staples

5.4. 새삼족 (Cuscuteae)

* 새삼속(Cuscuta L.) - 실새삼 등이 속한다.

5.5. 서양메꽃족 (Convolvuleae)

* 메꽃속(Calystegia R.Br.)
* 서양메꽃속(Convolvulus L.)
* Jacquemontia Choisy
* Polymeria R.Br.

5.6. 선나팔꽃족 (Jacquemontieae)

* 선나팔꽃속(Jacquemontia Choisy)

5.7. 아니세이아족 (Aniseieae)

* Aniseia Choisy
* Odonellia K.R.Robertson
* Tetralocularia O'Donell

5.8. 아욱메풀족 (Dichondreae)

* 아욱메풀속(Dichondra)
* Calycobolus
* Dipteropeltis
* Duperreya
* Falkia
* Metaporana
* Nephrophyllum
* Petrogenia
* Porana
* Rapona

5.9. 에리키베족 (Erycibeae)

* 에리시베속(Erycibe Roxb.)

5.10. 카르디오클라미스족 (Cardiochlamyeae)

* Cardiochlamys Oliv.
* Cordisepalum Verdc.
* Dinetus Buch.-Ham. ex D.Don
* Poranopsis Roberty
* Tridynamia Gagnep.

5.11. 크레사족 (Cresseae)

* Bonamia Thouars
* Cladostigma Radlk.
* Cressa L.
* Evolvulus L.
* Hildebrandtia Vatke
* Itzaea Standl. & Steyerm.
* Keraunea Cheek & Sim.-Bianch.
* Neuropeltis Wall.
* Neuropeltopsis Ooststr.
* Seddera Hochst.
* Stylisma Raf.
* Wilsonia R.Br.

5.12. 훔베르티아족 (Humbertieae)

* Humbertia Lam.

5.13. 족 분류 불명 (Incertae sedis)

* Camonea
* Daustinia
* Decalobanthus
* Distimake
* Hewittia
* Hyalocystis
* Merremia (하와이 우드 로즈)
* Operculina
* Remirema
* Xenostegia
* 나팔꽃속 (Calystegia)
* 메꽃속 (Convolvulus)
* 콩짜개덩굴속 (Dichondra)
* 에리시베속 (Erycibe)
* 에볼불루스속 (Evolvulus)
* 고구마속 (Ipomoea)
* 둥근잎나팔꽃속 (Quamoclit)
* 스틱토카르디아속 (Stictocardia)