속씨식물
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1. 개요
속씨식물은 씨방 안에 배주가 들어있는 꽃을 피우는 식물로, 쌍떡잎식물과 외떡잎식물로 분류된다. 기원은 불분명하지만, 쥐라기 시대부터 번성했으며, 겉씨식물에서 분화된 것으로 추정된다. 꽃은 속씨식물의 특징적인 생식 기관으로, 수정과 씨앗 및 열매 형성을 담당하며, 수술, 암술, 꽃잎, 꽃받침 등으로 구성된다. 속씨식물은 육상, 담수, 해양 등 다양한 환경에 적응하여 전 세계적으로 분포하며, 농업, 문화 등 인간 생활에 광범위하게 이용된다. 하지만 서식지 파괴, 기후 변화 등으로 인해 멸종 위기에 처한 종이 증가하고 있으며, 보존 노력이 이루어지고 있다.
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| 속씨식물 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 분류군 | |
| 학명 | Angiosperms |
| 하위 분류군 | 기저 속씨식물 암보렐라목 수련목 아우스트로바일레이아목 핵심 속씨식물 분기군 목련군 외떡잎식물군 진정쌍떡잎식물군 목 홀아비꽃대목 붕어마름목 |
| 이명 | Anthophyta (크론퀴스트) Angiospermae (린들) Magnoliophyta (크론퀴스트, 탁타잔 & W.짐머만) Magnolicae (탁타잔) |
| 명칭 | |
| 그리스어 | angeion (그릇) sperma (씨) |
| 명칭 의미 | 씨방 속에 씨가 들어있는 식물 |
| 분류 체계 | |
| 신에글러 체계 | 쌍떡잎식물강 외떡잎식물강 |
| 크론퀴스트 체계 | 목련문 |
| APG 체계 | 속씨식물군 |
| 특징 | |
| 번성 시기 | 백악기 초기 (발랑진절) ~ 현재 |
| 알려진 종 수 | 300,000종 이상 |
2. 기원과 계통
속씨식물의 기원과 계통에 대해서는 아직까지 밝혀지지 않은 점이 많다. 일반적으로 속씨식물의 특징을 불완전하게 나타내는 무리들은 원시적인 속씨식물로 간주할 수 있다. 예를 들어 각 심피가 각각 독립된 씨방을 만드는 이생 심피 무리는 원시적인 형으로 본다. 또한, 속씨식물이면서 물관 대신 헛물관을 가지는 죽절초 등도 원시적인 속씨식물로 본다. 꽃을 구성하는 수술이나 암술이 적은 수가 동심원 모양으로 배열된 것보다는 많은 수가 나선 모양으로 배열된 것이 더 원시적이라고 생각된다.
줄기에서 잎으로 관다발이 들어갈 때 잎자루 밑 부분에 생기는 관다발의 절단부, 즉 엽극의 수가 많은 것에서 적은 것으로 변화하는 것 또한 일련의 진화 방향을 나타낸다고 보는 학설도 있는데, 이 학설에 따르면 엽극이 다수인 종류는 원시형이라고 할 수 있다.
이러한 형질의 진화 방향을 종합하면, 많은 원시적인 형질을 가진 무리가 현존하는 식물의 기원으로 추측된다. 따라서, 위의 원시적인 특징을 많이 포함하고 있는 목련목에 속하는 식물군을 특히 속씨식물의 기원이 되는 원시적인 식물 무리라고 여기고 있다.
속씨식물은 크게 쌍떡잎식물과 외떡잎식물로 나뉜다. 쌍떡잎식물은 떡잎이 2개이고, 외떡잎식물은 떡잎이 1개이다.
현존하는 속씨식물군은 8개 식물군이 있다.
- 암보렐라속 (''Amborella'') — 누벨칼레도니에 관목 1종
- 수련목 (Nymphaeales) — 약 80종[88] — 수련 및 히다텔라과
- 아우스트로바일레이아목 — 전 세계 다양한 지역의 목본 식물 약 100종[88]
- 홀아비꽃대목 (Chloranthales) — 77종, 톱니 모양 잎을 가진 방향 식물
- 목련아강 (Magnoliidae) — 약 9,000종,[88]
- 외떡잎식물아강 (Monocotyledonae) — 약 70,000종,[88]
- 붕어마름속 (''Ceratophyllum'') — 약 6종[88]
- 진정쌍떡잎식물아강 (Eudicotyledonae) — 약 175,000종[88]
이들 8개 식물군의 정확한 관계는 아직 명확하지 않지만, 암보렐라목, 수련목, 아우스트로바일레이아목의 3개 식물군은 같은 선조의 속씨식물에서 갈라져 나온 것으로 의견의 일치를 보고 있다.[89] 기저속씨식물군은 바로 이들 3개 식물군을 가리킨다. 나머지 식물군은 메스속씨식물군(Mesangiospermae)을 형성한다. 일부는 목련군이 먼저 갈라져 나온 것으로 분석하고, 다른 일부는 외떡잎식물군으로 보고 있다.[91] 붕어마름속은 외떡잎식물군보다는 진정쌍떡잎식물군에 더 가까운 것으로 보인다.
다음은 속씨식물의 계통 분류이다.[92]
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|1=외떡잎식물군
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2. 1. 쌍떡잎식물
속씨식물 중 떡잎이 두 개인 것을 말하며 외떡잎식물에 상대되는 분류군이다. 떡잎의 수를 식물의 중요한 분류 형질로 처음 받아들인 사람은 프랑스의 로베르이며, 이후 쥐시외가 이것을 기초로 무떡잎식물(은화식물)·외떡잎식물·쌍떡잎식물의 3군으로 분류했다. 이것이 자연 분류의 출발점이 되었다. 쌍떡잎식물의 떡잎은 2개이나 그중에는 떡잎이 1개 또는 3개 이상인 종류도 있다. 쌍떡잎식물의 생활형은 다양하며, 목본·초본·한해살이풀·여러해살이풀 등 여러 가지이다.속씨식물은 크게 쌍떡잎식물과 외떡잎식물로 나뉘는데, 떡잎이 2개 또는 그 이상인 반면, 외떡잎식물은 단지 1개이다. 그러나 이 밖에도 여러 가지 차이가 있으므로, 이 두 무리의 식물은 계통적으로 상당히 차이가 있다.
| 특징 | 쌍떡잎식물 | 외떡잎식물 |
|---|---|---|
| 관다발 | 동심원 모양으로 배열, 안쪽에 물관부, 바깥쪽에 체관부, 때로는 물관부를 사이에 두고 양쪽에 체관부가 배열 | 불규칙적으로 흩어져 있음 |
| 잎맥 | 그물맥 | 나란히맥 |
| 꽃 | 꽃덮이조각, 암술머리나 씨방실, 태자리 등이 4나 4의 배수, 또는 5나 5의 배수로 이루어지는 경우가 많음 | 꽃덮이조각, 암술머리나 씨방실, 태자리 등이 3개 또는 그 배수(보통 6개)인 것이 많음 |
일반적으로 쌍떡잎식물 쪽에 원시적인 종류가 많은 데 비해, 외떡잎식물에서는 난초과와 같이 매우 진화된 특수한 무리를 볼 수 있다.
잎은 잎자루와 잎새로 분화하고, 턱잎이 있는 것, 기부가 잎집으로 되는 것 등이 있다. 잎맥은 1차맥으로 깃모양맥·손바닥 모양맥·평행맥 등을 볼 수 있고 2차맥은 그물맥이다. 줄기는 대부분 진정중심주이며, 물관부와 체관부 사이에는 관다발 형성층이 있고 2차 비대생장을 한다. 이 결과 다량으로 형성된 2차 물관부는 목질부가 된다. 꽃은 꽃받침조각·꽃잎·수술·암술 등의 화엽으로 되어 있다. 대부분 5수성인데 4수성이나 3수성인 것도 있다. 화엽은 원시적인 것에서는 떨어져 나고, 진화한 것에서는 붙어 나는 경향을 보인다.
쌍떡잎식물은 크게 통꽃류와 갈래꽃류로 분류할 수 있다. 꽃을 진화상에서 보면 방사 대칭에서 좌우 대칭으로 이행되었음을 알 수 있다. 종자가 발아하여 생긴 떡잎에는 땅 위로 나오는 것과 땅 속에 남는 것이 있다. 어린눈은 떡잎의 사이에서 자라며 대체로 어린뿌리는 발달하여 원뿌리가 된다.
1990년대 이후, 게놈 해석의 발전과 함께 등장한 APG 분류 체계의 관점에 따르면, 속씨식물의 진화 초기 단계에서 원시적인 쌍떡잎식물군이 분기하고, 그 다음에 외떡잎식물이 분기했다. 나머지는 단계통군인 진정쌍떡잎식물(Eudicots)을 형성하고 있다. 따라서 외떡잎식물은 하나의 무리로 볼 수 있지만, 쌍떡잎식물은 하나의 무리가 아니다(측계통군)고 생각된다.
2. 2. 외떡잎식물
떡잎이 한 개인 식물군으로, 단자엽식물이라고도 한다. 잎맥은 나란히맥, 관다발은 불규칙적으로 흩어져 있으며, 꽃은 3 또는 3의 배수로 이루어진 경우가 많다. 미나리아재비류나 벗풀류와 같이 이생심피를 가진 종류에서 쌍떡잎식물과 분화된 것으로 추정된다.[22][23][24]쌍떡잎식물과 비교했을 때 외떡잎식물은 다음과 같은 특징을 가진다.
- 떡잎: 1개
- 꽃: 3 또는 3의 배수
- 관다발: 흩어져 있음, 형성층 없음 (진정한 의미의 2차 생장을 하지 않음)
- 잎: 어긋나고 가늘고 길며, 가장자리에 톱니가 없고 잎맥은 나란히맥
그러나 이러한 특징들은 절대적인 구별 기준은 아니며, 자연적인 구별 기준으로 여겨진다.
미나리아재비류나 벗풀류와 같이 이생심피이고 수술의 수가 많은 외떡잎식물에서 쌍떡잎식물과 외떡잎식물의 두 군이 분화된 것으로 추정된다.
APG 분류 체계에 따르면, 속씨식물의 진화 초기 단계에서 원시적인 쌍떡잎식물군이 분기하고, 그 다음에 외떡잎식물이 분기하였다. 이후 진정쌍떡잎식물이 형성되었다. 따라서 외떡잎식물은 하나의 계통군으로 볼 수 있지만, 쌍떡잎식물은 그렇지 않다.
외떡잎식물은 전 세계적으로 약 2,000여 속 4만 종이 분포되어 있으며, 쌍떡잎식물보다는 적다. 난초과(21,950종), 벼과(10,035종), 사초과(4,350종), 천남성과(4,025종), 파인애플과(3,540종) 등이 대표적인 외떡잎식물 과에 속한다.
3. 하위 분류
현존하는 속씨식물군은 8개 식물군으로 나뉜다. APG III 분류 체계(2009년)와 대안적 계통 발생 분류(2010년)에서는 속씨식물의 계통 발생을 분지도 형태로 제시한다.[90][91]
APG III 분류 체계(2009년) 속씨식물의 계통 발생.[90]
4. 계통 분류
APG III 분류 체계(2009년)와 대안적 계통 발생 분류(2010년)에 따른 속씨식물의 계통 발생은 다음과 같다.[30] 2024년 알렉산드르 R. 즌티니(Alexandre R. Zuntini)와 동료들은 핵 유전자 분석을 기반으로 속씨식물 계통수를 수정하였다.
현존하는 속씨식물군은 8개 식물군으로 나뉜다.[88]
- 암보렐라속 (''Amborella'') — 누벨칼레도니에 관목 1종
- 수련목 (Nymphaeales) — 약 80종[88] — 수련 및 히다텔라과
- 아우스트로바일레이아목 — 전 세계 다양한 지역의 목본 식물 약 100종[88]
- 홀아비꽃대목 (Chloranthales) — 77종, 톱니 모양 잎을 가진 방향 식물
- 목련아강 (Magnoliidae) — 약 9,000종,[88]
- 외떡잎식물아강 (Monocotyledonae) — 약 70,000종,[88]
- 붕어마름속 (''Ceratophyllum'') — 약 6종[88]
- 진정쌍떡잎식물아강 (Eudicotyledonae) — 약 175,000종[88]
이들 8개 식물군의 정확한 관계는 아직 명확하지 않지만, 암보렐라목, 수련목, 아우스트로바일레이아목의 3개 식물군은 같은 선조의 속씨식물에서 갈라져 나온 것으로 의견의 일치를 보고 있다.[89] 기저속씨식물군은 바로 이들 3개 식물군을 가리킨다. 나머지 식물군은 메스속씨식물군(Mesangiospermae)을 형성한다. 일부는 목련군이 먼저 갈라져 나온 것으로 분석하고, 다른 일부는 외떡잎식물군으로 보고 있다.[91] 붕어마름속은 외떡잎식물군보다는 진정쌍떡잎식물군에 더 가까운 것으로 보인다.
Leebens-Mack 외 (2019)에 기반한 분자 계통수는 다음과 같다.[81]
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|label2= '''피자식물'''
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주요 피자식물의 계통수는 다음과 같다.[82]
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|label1=''' 피자식물 '''
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APG IV에 따른 피자식물의 상세 계통(2016)은 다음과 같다.
| APG IV에 따른 피자식물의 계통 상세(2016) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| label1=피자식물 | 1={{clade | 3={{clade | targetA=EUDICOTS | subcladeA= {{clade | targetB=SUPERROSIDS | subcladeB= {{clade | targetC=SUPERASTERIDS | subcladeC= {{clade |
5. 생식 기관
속씨식물의 특징적인 부분은 꽃이다. 꽃은 수정을 보장하고 씨방의 수정과 씨를 포함하는 열매의 발달을 보장한다.[46] 꽃은 줄기 끝이나 잎의 겨드랑이에서 생성될 수 있다.[47] 식물의 꽃이 피는 부분은 보통 잎이 달린 부분과 뚜렷하게 구분되며, 화서라는 가지 시스템을 형성한다.
꽃은 두 종류의 생식 세포를 생성한다. 소포자는 꽃가루가 되는 세포로 수컷 세포이며, 수술에 달린다.[48] 암컷 세포인 대포자는 난세포가 된다. 이들은 배주에 들어 있으며 심피에 싸여 있고, 하나 이상의 심피가 암술을 형성한다.[48]
꽃은 풍매화인 버드나무처럼 수술 몇 개나 암술 두 개로만 구성될 수도 있다. 충매화 또는 조매화 식물에서는 다른 구조가 포자엽을 보호하고 수분 매개자를 유인한다. 이러한 주변 구조는 꽃받침잎과 꽃잎(꽃덮이조각)으로 구성된다. 바깥쪽 줄기(꽃받침)는 일반적으로 녹색이고 잎과 같으며, 특히 꽃봉오리를 보호한다. 안쪽 줄기(꽃잎)는 일반적으로 흰색 또는 밝은 색이며, 구조가 더 섬세하고 색깔, 꽃향기, 꿀로 수분 매개자를 유인한다.
종자식물 중에서 일반적으로 꽃이라고 불리는 생식 기관은 특수화가 진행되어, 胚珠(배주)가 심피에 싸여 子房(자방) 속에 들어 있다. 따라서 속씨식물이라고 불린다. 심피가 발달하여 果実(과실)이 된다.
나자식물은 배주가 자방에 싸여 있지 않고 드러나 있으며, 과실도 만들지 않는다. 속씨식물은 나자식물 조상으로부터, 배주를 보호하기 위해 대포자엽이 감싸 암술이 되어 밀폐된 것으로 보인다. 이로 인해 꽃가루가 직접 배주에 닿는 것이 불가능해지고, 꽃가루는 암술의 주두에 붙어, 여기서 배주까지 화분관을 뻗는다.
수정할 때 꽃가루를 받는 부분인 주공, 난세포로 성숙하여 주공 쪽에 자리잡는 배낭핵, 난세포 양 옆에 위치하는 조세포, 난세포 반대쪽에 위치하는 반족 세포, 중앙에 위치하는 극핵 등에 대한 자세한 설명은 하위 섹션인 "배낭"에서 다룬다.
5. 1. 수술과 암술
대부분 속씨식물의 꽃은 암술과 수술이 모두 있는 '양성화'이지만, 어떤 종류의 꽃은 암술과 수술 중 한 쪽만 가지고 있기도 하는데, 이러한 꽃을 '단성화'라고 한다.[32] 단성화를 갖는 식물은 다시 수꽃만을 갖는 수그루와 암꽃만을 갖는 암그루로 나뉘는 '암수 딴그루'와, 한 그루에 수꽃과 암꽃이 모두 있는 '암수 한그루'로 나뉜다. 양성화도 암수 한그루라고 할 수 있지만, 이는 단성화의 암수 한그루와는 다른 의미이다.양성화에서 수술과 암술이 생기는 과정은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 하지만 단성화에 대한 실험을 통해, 식물 호르몬이 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 암수 한그루인 오이에서 수꽃이 될 꽃봉오리를 어린 시기에 잘라 지베렐린을 함유한 배지에서 키우면 수꽃이 된다. 반면, 인돌아세트산이 들어 있는 배지에서 키우면 암꽃이 된다. 이는 지베렐린이 수꽃 형성을 유도하고, 인돌아세트산은 암꽃 형성을 유도한다는 것을 보여준다. 따라서 꽃의 성 결정은 지베렐린과 인돌아세트산 등 식물 호르몬의 균형에 의해 조절되는 것으로 생각된다.
양성화는 수술과 암술이 모두 있어 열매를 맺기 쉬울 것 같지만, 실제로는 자가 수분(제꽃가루받이)을 방해하는 장치가 발달되어 있다. 이는 다른 그루 사이의 유전자 교류를 촉진하여 종자식물 진화의 커다란 원동력이 되었다. 자가 수분을 막는 방법 중 하나는 수술과 암술의 성숙 시기를 다르게 하는 것이다. 수술이 먼저 성숙하는 식물에는 바위취, 봉선화, 국화 등이 있고, 암술이 먼저 성숙하는 식물에는 질경이, 사프란, 평지 등이 있다.
붓꽃과나 난초과 식물처럼 암술과 수술의 위치 때문에 자가 수분이 어려운 경우도 있다. 하지만 대부분의 속씨식물에서 자가 수분을 막는 가장 중요한 장치는 '자가 불화합 현상'이다. 이는 수분을 해도 수정이 일어나지 않는 현상으로, 유전적인 요인에 의해 결정된다. 자가 불화합성은 S1, S2, S3 등 여러 대립 유전자에 의해 조절되며, 꽃가루와 암술이 공통된 유전자를 가지면 꽃가루관의 성장이 멈춰 수정이 이루어지지 않는다.
5. 2. 꽃가루
꽃가루(화분)는 수술의 꽃밥 속에서 만들어진다. 수술의 꽃밥 속에는 많은 꽃가루 모세포(2n)가 있는데, 이것들이 각각 감수 분열을 하여 4개의 꽃가루(n)를 만든다. 이때 안쪽의 벽을 내벽, 바깥쪽 벽을 외벽(외막)이라고 한다. 이 중 특히 외벽에는 스포로폴레닌이라고 하는 물질이 있는데, 이것은 양치식물의 포자 세포벽에서도 볼 수 있는 극히 안정된 물질이다. 오늘날까지도 오랜 옛날의 식물 꽃가루가 화석으로 잘 보존되어 과거의 식물을 추측할 수 있는 것은, 이 물질로 인해 꽃가루의 세포벽이 안정된 상태를 이루었기 때문이다.[33]꽃가루는 얼마 지나면 이 두꺼운 벽을 덮어쓴 채로 세포 분열을 한다. 큰 세포와 작은 세포가 생기는데, 이때 작은 세포는 큰 세포 속에 떠 있는 상태가 된다. 작은 세포는 그 세포질이 거의 없이 핵만으로 이루어져 있다. 핵을 물들이는 카민이라는 색소를 사용하면 큰 세포의 핵은 보통 둥근 모양으로 연하게 염색되는 데 비해, 작은 세포의 핵은 다소 가늘고 긴 모양으로 진하게 물든다.[33]
패스트 그린 FCF와 에오신이라는 색소는 핵 속에 있는 특별한 단백질을 물들일 때 쓰이는데, 이것을 사용하면 큰 세포의 핵은 녹색으로, 작은 세포의 핵은 붉게 물들어 2개 세포의 핵성질이 다르다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 감수 분열로 생긴 세포는 전체의 영양을 담당하는 큰 세포와 생식에 관계하는 작은 세포로 분화되고 있다는 것을 알 수 있다. 이윽고 꽃밥이 성숙하면 성숙된 꽃가루는 꽃밥에서 떨어져 나와 우리 눈에 띄게 된다. 이 꽃가루 속에는 큰 세포인 꽃가루관핵(영양 세포)과 그 속에 떠 있는 작은 세포, 즉 생식핵(생식세포)이 자리 잡고 있다.[33]
꽃가루가 방출될 때는, 대부분 이러한 꽃가루관핵과 생식핵을 가진 2핵성 꽃가루인 것이 많으나, 식물에 따라서는 생식핵이 다시 한번 더 분열하여 2개의 정핵이 되어 3핵성 꽃가루로 되어 있는 것도 있다. 속씨식물 중에도 벼과나 국화과처럼 고등한 종류에서는 3핵성 꽃가루가 발달하여 있다.[33]
5. 3. 배낭
배낭은 암술의 씨방 안에 있는 밑씨 안에서 만들어진다. 밑씨 속에는 1개의 배낭 모세포(2n)가 들어 있는데, 이것은 감수 분열을 하여 4개의 딸세포(n)를 형성한다. 그 중 3개는 소실되고 1개만이 배낭 세포(n)가 된다. 개화한 꽃의 암술에서 씨방을 따 그 속의 밑씨를 잘라보면 중앙에 크고 가느다란 긴 세포를 볼 수 있는데, 바로 이것이 배낭이다. 배낭은 그 중앙에 2개의 핵과 양끝에 3개씩의 세포를 가지고 있으며, 구조상으로는 꽃가루와 비슷하다. 꽃가루가 수배우체이면 배낭은 암배우체로서, 밑씨 속 배낭 모세포의 감수 분열에 의해 생기는 대포자(큰홀씨)에 해당된다.밑씨의 본체인 주심은 주피에 둘러싸여 있는데, 이때 꼭대기 부분만은 싸여있지 않고 남아 수정할 때 꽃가루를 받는 부분인 주공이 된다. 포자는 주심의 주공 쪽에 세로로 4개가 줄지어 생기는데, 그 중 3개는 퇴화하고 발생을 시작하는 것은 합점 쪽의 1개뿐이다. 이 1개의 포자가 배낭 세포로 이것은 다시 3회의 핵분열을 하여 결국 8개의 핵이 된다. 이와 같이 형성된 배낭핵 중 1개는 난세포로 성숙하여 주공 쪽에 자리잡으며, 나머지는 조세포 2개, 반족세포 3개, 극핵 2개로 된다. 이때 조세포는 난세포의 양 옆에, 반족 세포는 난세포의 반대쪽에, 극핵은 중앙에 위치한다. 이러한 배낭의 조직 중, 주공 쪽 2개의 조세포와 1개의 난세포를 묶어서 '난장치'라고 한다. 이 두 종류의 세포는 분간하기가 매우 어려운데, ① 조세포의 세포벽은 경우에 따라서 주공 쪽에 손바닥 모양으로 두껍게 부푼 선형(線型) 장치를 가진다는 것, ② 조세포의 핵도 주공 쪽에 치우쳐 있다는 것, ③ 난세포는 중앙에 커다란 액포를 가지며, 핵은 배낭의 중심부 가까이에 위치한다는 것 등의 차이가 있다. 여기서 선형 장치는 조세포가 주위로부터 영양을 흡수하기 위한 장치로 생각되고 있다.
감수 분열의 제1분열에서는 세포막이 확실하게 구별되지만 제2분열에서는 그렇지 않아, 결국 2개의 포자핵이 1개의 세포에 포함된 채로 발생해 버리는 경우도 있다. 이때에 생긴 2개의 세포중 주공 쪽의 1개는 퇴화해 버리고 만다. 이것을 파형이라 하며, 발생이 포자 2개를 가진 세포로부터 시작되므로 2포자형이라고 한다.
6. 특징
속씨식물은 육상 관다발식물이며, 겉씨식물과 마찬가지로 뿌리, 줄기, 잎, 씨앗을 가진다. 그러나 다른 종자식물과는 여러 가지 면에서 뚜렷한 차이를 보인다. 주요 특징은 다음과 같다.
| 특징 | 설명 | 그림 |
|---|---|---|
| 꽃 | 꽃은 속씨식물의 생식 기관으로, 다른 어떤 종자식물에서도 찾아볼 수 없다.[5] |  |
| 축소된 배우체 | 수컷은 세 세포로, 암컷은 여덟 개의 핵을 가진 일곱 개의 세포(기저 속씨식물 제외)로 구성되어 겉씨식물보다 작다.[6][7] 꽃가루 크기가 작아 수분과 수정 사이의 시간이 단축되며, 겉씨식물에서는 최대 1년이 걸리기도 한다.[8] |  |
| 배젖 | 배젖은 수정 후, 접합자가 분열하기 전에 형성되며, 발달하는 배, 떡잎, 때로는 묘목에 양분을 제공한다.[9] | |
| 심피가 배주를 감쌈 | 배주가 수정되면 심피는 주변 조직과 함께 열매를 발달시킨다. 겉씨식물은 씨방에 싸여 있지 않은 씨앗을 가진다.[10] |  |
| 물관이 도관요소로 구성 | 열린 도관요소는 끝과 끝이 겹쳐져 연속적인 관을 형성하는 반면, 겉씨식물의 물관은 작은 도관공으로 연결된 가는 헛물관으로 구성되어 있다.[11] |  |
18세기 스웨덴의 식물학자 카를 폰 린네(Carl von Linné)는 『자연의 체계』(Systema Naturae, 1735년)에서 24개의 강으로 식물을 분류하는 "24강 분류" 체계를 만들었다. 이 방법은 꽃의 특징, 특히 암술과 수술의 수에 기반하여, 어떤 식물이 어느 과에 속하는지 쉽게 알 수 있었으나, 숫자에만 의존하는 것은 지나치게 인위적이라는 비판을 받았다.[86]
19세기에는 속씨식물 분류 체계의 기반이 되는 에넹글러(Adolf Engler)와 프란틀(Karl Prantl), 벤섬(George Bentham)과 후커(Joseph Dalton Hooker)의 체계가 만들어졌다. 에넹글러와 프란틀은 꽃의 진화 방향과 심피의 융합을 고려하여 꽃덮이 유무보다 암수 꽃 유무에 주목했다. 이 체계는 신에넹글러 체계로 1964년에 채택되었다. 벤섬과 후커는 꽃덮이를 가진 목련과 등의 속씨식물을 가장 원시적인 것으로 여기고 씨방을 중시했다.
아서 크론퀴스트(Arthur Cronquist)는 1981년에 속씨식물 전체를 포괄하는 분류 체계인 크론퀴스트 체계를 만들었다. 이 체계는 벤섬과 후커의 체계와 같이 목련형 꽃이 원시적이라는 가설에 기반한다. 또한, 비교적 고정되어 형태학적 특징에 기반한 기존 분류를 유지하고 있었다.
1980년대 이후, 엽록체 DNA 등을 이용한 분자계통학적 분석 연구가 진행되면서 속씨식물의 계통 관계가 더 자세히 밝혀졌다. 이로 인해 기존 분류와 분자 계통수 사이에 차이가 나타났다. 그래서 Angiosperm Phylogeny Group (APG)에 의한 새로운 체계가 만들어졌다. 1998년에 APG 분류 체계의 초판을 발표했는데, 초판에서는 분자 계통학 연구 결과를 도입하여 단계통군에 기반하여 목과 과의 명칭을 부여했다. 그래서 많은 과와 목이 기존 분류와는 다르게 재구축되어 실제로 분류 체계로 사용하는 것은 불편했다. 그 후, 새로운 지식을 추가하고 기존 분류와의 조화에 중점을 둔 APG 개정판인 APG II가 2003년에 발표되었지만, APG II에서는 일부 과의 범위에 사용자가 재량권을 갖도록 하여 아직 완전하지 못했다. 2009년에는 APG II의 결점을 수정한 APG III가 발표되었다.
7. 다양성
속씨식물은 생태적, 분류학적 다양성이 매우 높다.
속씨식물의 종 수는 25만~40만 종으로 추산된다.[22][23][24] 이는 약 1만 2천 종의 이끼[25]와 1만 1천 종의 양치식물[26]과 비교된다. APG 분류 체계는 주로 분자계통유전학을 통해 과의 수를 결정하려고 한다. 2009년 APG III 분류 체계에는 415개의 과가 있었고, 2016년 APG IV 분류 체계에서는 5개의 새로운 목(지치목, 딜레니아목, 감탕나무목, 멧테니우스목, 바흘리아목)과 일부 새로운 과가 추가되어 총 64개의 속씨식물 목과 416개의 과가 되었다.
속씨식물의 다양성은 고르게 분포되어 있지 않다. 거의 모든 종은 진정쌍떡잎식물(75%), 외떡잎식물(23%), 그리고 목련류(2%) 분지군에 속한다. 나머지 다섯 개의 분지군에는 총 250종이 조금 넘는 종이 포함되어 있으며, 이는 속씨식물 다양성의 0.1% 미만으로 9개 과에 분포되어 있다.
18세기, 스웨덴의 식물학자 카를 폰 린네는 『자연의 체계』(1735년)에서 식물을 24개의 강으로 분류하는 "24강 분류" 체계를 구축했다. 이 분류 방법은 꽃의 특징, 특히 암술과 수술의 수에 기반을 두고 있어, 미지의 식물의 소속을 쉽게 결정할 수 있었지만, 수치만으로 결정하는 것은 너무나 인위적이라는 비판을 받았다.[86]
19세기에는 엥글러와 프란틀, 벤섬과 후커의 체계를 기반으로 현재의 속씨식물 분류 체계가 구축되었다. 엥글러와 프란틀은 꽃의 진화 방향과 심피의 합착·융합을 고려하여 꽃덮이의 유무보다 암수 꽃의 유무에 주목했고, 이러한 체계는 신엥글러 체계로서 1964년에 채택되었다. 벤섬과 후커는 꽃덮이를 가진 목련과 등의 속씨식물을 가장 원시적인 것으로 생각하고 씨방을 중시했다.
1981년 아서 크론퀴스트는 풍부한 형태 형질 정보를 바탕으로 속씨식물 전체를 포괄하는 크론퀴스트 체계를 구축했다. 이 분류 체계는 벤섬과 후커의 체계와 마찬가지로 목련형 꽃이 원시적이라는 가설에 기반하고 있으며, 비교적 고정되어 있고 형태학적 특징에 기반한 기존의 분류를 유지하고 있었다.
1980년대 이후, 엽록체 DNA 등을 이용한 분자계통학적 분석 연구가 진행되면서 이전보다 자세한 속씨식물의 계통 관계가 밝혀졌다. 이에 따라 기존 분류와 분자 계통수 사이에 불일치가 나타나게 되었고, Angiosperm Phylogeny Group (APG)에 의한 새로운 체계의 구축이 이루어졌다. 1998년에 APG 분류 체계 초판이 발표되었는데, 이 초판에서는 분자 계통학 연구 성과를 도입하여 단계통군에 기반하여 목과 과의 명칭이 부여되었다. 이후, 새로운 지식을 추가하고 기존 분류와의 조화에 중점을 둔 APG 개정판인 APG II가 2003년에 발표되었지만, 일부 과의 범위에 사용자의 재량을 남기는 등 완전한 형태에는 이르지 못했다. 2009년에는 APG II의 결점을 수정한 APG III가 발표되었다.
APG 분류 체계에 따르면 443개 과 중 종이 가장 많은 25개 과[27]는 총 16만 6천 종 이상을 포함하고 있다.
| 그룹 | 과 | 한국어 이름 | 종 수 |
|---|---|---|---|
| 진정쌍떡잎식물 | 국화과 | 국화, 해바라기 | 22,750 |
| 외떡잎식물 | 난초과 | 난초 | 21,950 |
| 진정쌍떡잎식물 | 콩과 | 콩 | 19,400 |
| 진정쌍떡잎식물 | 꼭두서니과 | 커피나무 | 13,150 [28] |
| 외떡잎식물 | 벼과 | 벼 | 10,035 |
| 진정쌍떡잎식물 | 꿀풀과 | 꿀풀 | 7,175 |
| 진정쌍떡잎식물 | 대극과 | 피마자 | 5,735 |
| 진정쌍떡잎식물 | 부처꽃과 | 배롱나무 | 5,005 |
| 진정쌍떡잎식물 | 도금양과 | 유칼립투스 | 4,625 |
| 진정쌍떡잎식물 | 협죽도과 | 마삭줄 | 4,555 |
| 외떡잎식물 | 사초과 | 사초 | 4,350 |
| 진정쌍떡잎식물 | 아욱과 | 목화 | 4,225 |
| 외떡잎식물 | 천남성과 | 토란 | 4,025 |
| 진정쌍떡잎식물 | 진달래과 | 진달래 | 3,995 |
| 진정쌍떡잎식물 | 쥐꼬리망초과 | 아칸서스 | 3,870 |
| 진정쌍떡잎식물 | 산형과 | 미나리 | 3,780 |
| 진정쌍떡잎식물 | 십자화과 | 갓 | 3,710 |
| 목련류 쌍떡잎식물 | 후추과 | 후추 | 3,600 |
| 외떡잎식물 | 파인애플과 | 파인애플 | 3,540 |
| 진정쌍떡잎식물 | 쥐꼬리망초과 | 쥐꼬리망초 | 3,500 |
| 진정쌍떡잎식물 | 장미과 | 장미 | 2,830 |
| 진정쌍떡잎식물 | 지치과 | 지치 | 2,740 |
| 진정쌍떡잎식물 | 쐐기풀과 | 쐐기풀 | 2,625 |
| 진정쌍떡잎식물 | 미나리아재비과 | 미나리아재비 | 2,525 |
| 목련류 쌍떡잎식물 | 녹나무과 | 녹나무 | 2,500 |
7. 1. 생태적 다양성
속씨식물은 매우 다양한 서식 환경에 적응하여 분포한다. 육상, 민물, 바다, 산성, 알칼리성 등 다양한 환경에서 살아간다. 광합성을 통해 에너지를 얻는 독립 영양 생물이 대부분이지만, 일부는 기생 생활을 하기도 한다.[14][15]
가장 큰 속씨식물은 오스트레일리아의 ''유칼립투스''와 동남아시아의 ''쇼레아 파구에티아나''이며, 높이가 거의 100m에 달한다.[12] 가장 작은 것은 민물에 떠다니는 ''작은개구리밥''으로, 크기가 2mm보다 작다.[13]
대부분의 속씨식물은 광합성을 통해 스스로 양분을 만들지만, 난초[14], ''오로반케'', ''스트리가''[15]와 같이 다른 생물에 기생하는 종류도 있다.
속씨식물은 육지의 툰드라와 침엽수림을 제외한 모든 곳, 민물, 바다 등 매우 다양한 곳에서 서식한다.[16] 잘피는 바다에서 자라며, 뿌리줄기로 퍼져나간다.[17]
일부 속씨식물은 산성 또는 알칼리성 환경에서도 잘 자란다. 끈끈이주걱은 산성 습원에서 곤충을 잡아 영양분을 얻는 식충식물이다.[18] ''겐티아나 베르나''는 석회암의 알칼리성 환경에 적응했다.[19]
속씨식물은 초본식물 (일년생 식물 또는 이년생 식물)[20]부터 수 미터 높이의 다년생 목본 나무까지 다양하다. 덩굴식물이나 리아나처럼 다른 식물을 타고 올라가는 종류도 있다.[21]
7. 2. 분류학적 다양성
속씨식물은 약 25만~40만 종으로 추산되며, 이는 약 1만 2천 종의 이끼와 1만 1천 종의 양치식물에 비해 매우 다양하다.[22][23][24][25][26] 속씨식물 종의 대부분은 진정쌍떡잎식물(75%), 외떡잎식물(23%), 목련류(2%)에 속하며, 나머지 5개 분지군에는 250종 남짓이 9개 과에 분포하여 속씨식물 다양성의 0.1% 미만을 차지한다.[27]18세기 카를 폰 린네는 『자연의 체계』(1735년)에서 꽃의 특징, 특히 암술과 수술의 수에 기반한 "24강 분류" 체계를 구축했다.[86] 19세기에는 아돌프 엥글러와 카를 프란틀, 조지 벤섬과 조지프 돌턴 후커의 체계가 구축되었고, 엥글러와 프란틀의 체계는 신엥글러 체계로 1964년에 채택되었다. 1981년 아서 크론퀴스트는 크론퀴스트 체계를 구축했다.
1980년대 이후 분자계통학적 분석 연구가 진행되면서 APG 분류 체계가 구축되었다. 1998년 초판, 2003년 APG II, 2009년 APG III가 발표되었다. 2016년 APG IV 분류 체계에서는 지치목, 딜레니아목, 감탕나무목, 멧테니우스목, 바흘리아목의 5개 목과 일부 새로운 과가 추가되어 총 64개의 속씨식물 목과 416개의 과가 되었다.
기존 분류에서는 속씨식물을 쌍떡잎식물과 외떡잎식물로 분류했지만, APG 분류 체계에서는 진정쌍떡잎식물이 단계통군을 형성하는 것으로 나타났다.
APG 분류 체계에 따르면 443개 과 중 종이 가장 많은 25개 과는 총 16만 6천 종 이상을 포함하고 있으며,[27] 목록은 다음과 같다.
| 그룹 | 과 | 한국어 이름 | 종 수 |
|---|---|---|---|
| 진정쌍떡잎식물 | 국화과 | 국화, 해바라기 | 22,750 |
| 외떡잎식물 | 난초과 | 난초 | 21,950 |
| 진정쌍떡잎식물 | 콩과 | 콩 | 19,400 |
| 진정쌍떡잎식물 | 꼭두서니과 | 커피나무 | 13,150 [28] |
| 외떡잎식물 | 벼과 | 벼 | 10,035 |
| 진정쌍떡잎식물 | 꿀풀과 | 꿀풀 | 7,175 |
| 진정쌍떡잎식물 | 대극과 | 피마자 | 5,735 |
| 진정쌍떡잎식물 | 부처꽃과 | 배롱나무 | 5,005 |
| 진정쌍떡잎식물 | 도금양과 | 유칼립투스 | 4,625 |
| 진정쌍떡잎식물 | 협죽도과 | 마삭줄 | 4,555 |
| 외떡잎식물 | 사초과 | 사초 | 4,350 |
| 진정쌍떡잎식물 | 아욱과 | 목화 | 4,225 |
| 외떡잎식물 | 천남성과 | 토란 | 4,025 |
| 진정쌍떡잎식물 | 진달래과 | 진달래 | 3,995 |
| 진정쌍떡잎식물 | 쥐꼬리망초과 | 아칸서스 | 3,870 |
| 진정쌍떡잎식물 | 산형과 | 미나리 | 3,780 |
| 진정쌍떡잎식물 | 십자화과 | 갓 | 3,710 |
| 목련류 쌍떡잎식물 | 후추과 | 후추 | 3,600 |
| 외떡잎식물 | 파인애플과 | 파인애플 | 3,540 |
| 진정쌍떡잎식물 | 쥐꼬리망초과 | 쥐꼬리망초 | 3,500 |
| 진정쌍떡잎식물 | 장미과 | 장미 | 2,830 |
| 진정쌍떡잎식물 | 지치과 | 지치 | 2,740 |
| 진정쌍떡잎식물 | 쐐기풀과 | 쐐기풀 | 2,625 |
| 진정쌍떡잎식물 | 미나리아재비과 | 미나리아재비 | 2,525 |
| 목련류 쌍떡잎식물 | 녹나무과 | 녹나무 | 2,500 |
8. 진화
화석 기록에 따르면 속씨식물은 백악기 초기(약 1억 3000만 년 전)에 갑자기 다양하게 나타났다.[81]
8. 1. 분류사
1690년 파울 헤르만은 씨앗이 삭과에 싸여 있는 꽃식물만을 "Angiospermae" 형태로 칭했다.[29] 1827년 로버트 브라운은 속씨식물을 씨방에 싸인 배주를 가진 종자식물로 정의했다.[30] 1851년 빌헬름 호프마이스터의 배낭에 대한 연구를 통해 속씨식물은 쌍떡잎식물과 외떡잎식물을 포함한 모든 꽃식물을 의미하는 현대적 의미를 갖게 되었다.
APG 분류 체계는 꽃식물을 공식적인 라틴어 이름(속씨식물) 없이 계급을 정하지 않은 분지군으로 취급한다. 2009년 개정판과 함께 공식 분류가 발표되었는데, 꽃식물은 목련아강(Magnoliidae)으로 분류된다. 1998년부터 속씨식물 계통 분류 그룹(APG)은 속씨식물을 재분류해왔으며, 2003년 APG II 분류 체계, 2009년 APG III 분류 체계,[31] 그리고 2016년 APG IV 분류 체계에서 업데이트되었다.
8. 2. 화석 기록
화석화된 포자는 육상식물이 최소 4억 7500만 년 전부터 존재했음을 시사하지만, 속씨식물은 백악기 초기(약 1억 3000만 년 전)에 갑자기 다양하게 나타난다.[81]9. 번식
속씨식물은 꽃을 통해 번식하며, 이는 수정을 통해 이루어진다. 찰스 다윈은 그의 저서에서 잡종 교배가 자가수정보다 식물에게 더 유익하다고 언급했다.[59] 이는 잡종 교배가 잡종 강세를 통해 자손에게 이점을 제공하기 때문이다. 꽃은 이러한 잡종 교배(타가수분)를 촉진하도록 진화했으며, 이는 유전적 다양성을 확보하여 해로운 돌연변이의 발현을 막고, DNA 복구를 돕는다.[60][61]
9. 1. 꽃
속씨식물의 특징적인 부분은 꽃이다. 꽃의 기능은 수정을 보장하고 씨방의 수정과 씨를 포함하는 열매의 발달을 보장하는 것이다.[46] 꽃은 줄기 끝이나 잎의 겨드랑이에서 생성될 수 있다.[47] 식물의 꽃이 피는 부분은 보통 잎이 달린 부분과 뚜렷하게 구분되며, 화서라는 가지 시스템을 형성한다.
꽃은 두 종류의 생식 세포를 생성한다. 소포자는 꽃가루가 되는 세포로 수컷 세포이며, 수술에 달린다.[48] 암컷 세포인 대포자는 난세포가 된다. 이들은 배주에 들어 있으며 심피에 싸여 있으며, 하나 이상의 심피가 암술을 형성한다.[48]
꽃은 풍매화인 버드나무처럼 수술 몇 개나 암술 두 개로만 구성될 수도 있다. 충매화 또는 조매화 식물에서는 다른 구조가 포자엽을 보호하고 수분 매개자를 유인한다. 이러한 주변 구조의 개별 구성원은 꽃받침잎과 꽃잎(또는 꽃덮이조각(예: ''목련''처럼 꽃받침잎과 꽃잎이 서로 구분되지 않는 꽃))으로 알려져 있다. 바깥쪽 줄기(꽃받침)는 일반적으로 녹색이고 잎과 같으며, 특히 꽃봉오리를 보호하는 기능을 한다. 안쪽 줄기(꽃잎)는 일반적으로 흰색 또는 밝은 색이며, 구조가 더 섬세하고 색깔, 꽃향기, 꿀로 수분 매개자를 유인한다.
대부분의 꽃은 자웅동체이며, 같은 꽃에 꽃가루와 씨방을 모두 생산하지만, 일부는 자가 수분을 줄이는 다른 장치를 사용한다. 이형화(Heteromorphic flowers)는 길이가 다른 암술과 수술을 가지고 있어 동물 수분 매개체가 쉽게 꽃가루를 전달할 수 없다. 동형화(Homomorphic flowers)는 자가 꽃가루와 타가 꽃가루를 구분하기 위해 생화학적 자가 불화합성을 사용할 수 있다. 자웅이주 식물인 호랑가시나무는 수꽃과 암꽃이 다른 식물에 있다.[49] 자웅동주 식물은 같은 식물에 수꽃과 암꽃이 따로 있고, 이것은 종종 옥수수[51]와 같이 풍매화[50]이지만, ''박과'' 같은 일부 충매화도 포함한다.[52][53]
이중 수정은 두 개의 정자 세포가 배주 내 세포를 수정하는 것을 필요로 한다. 화분 알갱이는 암술머리 꼭대기에 달라붙어 발아하고 긴 화분관을 자란다. 반수체 생식세포는 관핵 뒤쪽으로 관을 따라 이동한다. 생식세포는 유사분열을 통해 두 개의 반수체(n) 정자 세포를 생성한다. 화분관은 암술머리에서 암술대를 따라 자라 난소로 들어간다. 배주의 주피에 도달하면 주피를 소화하여 용해하고 보조세포 중 하나로 들어가 정자세포를 포함한 내용물을 방출한다. 세포가 방출된 보조세포는 퇴화한다. 하나의 정자는 난세포를 수정하여 이배체(2n) 접합자를 생성한다. 두 번째 정자 세포는 두 중심 세포 핵과 융합하여 삼배체(3n) 세포를 생성한다. 접합자는 배로 발달하고, 삼배체 세포는 배의 영양 공급원인 배젖으로 발달한다. 난소는 과실로 발달하고 각 배주는 종자로 발달한다.[54]
찰스 다윈은 1878년 저서 『식물계에서의 잡종과 자가수정의 효과』에서 "일반적으로 잡종 교배가 유익하고 자가수정은 적어도 내가 실험한 식물에서는 종종 해롭다는 것이다."라고 언급했다.[59] 꽃은 식물의 진화에서 잡종 교배(타가수분)를 촉진하기 위한 적응으로 등장했다. 이 과정은 자손의 게놈에서 해로운 돌연변이를 가릴 수 있게 한다. 이러한 가리는 효과는 유전적 상보성으로 알려져 있다.[60] 잡종 교배가 자손에게 미치는 이러한 유익한 효과는 잡종 강세라고도 한다.
종자식물 중에서 일반적으로 꽃이라고 불리는 생식 기관의 특수화가 진행되어, 胚珠(배주)가 심피에 싸여 子房(자방) 속에 들어 있는 것을 말한다. 따라서 속씨식물이라고 불린다. 심피가 발달하여 果実(과실)이 된다.
중복수정은 속씨식물의 특징적인 수정 형태로, 수분된 꽃가루에서 신장된 꽃가루관 내에서 생긴 두 개의 정세포(정핵)가 난세포와 중심세포(두 개의 극핵을 포함) 각각과 수정하는 현상을 말한다. 정세포와 난세포의 수정을 '''생식수정''', 정세포와 중심세포의 수정을 '''영양수정'''이라고 한다. 수정 후, 수정란(핵상은 2n이다)은 배로, 중심세포(두 개의 극핵과 한 개의 정핵이 수정되므로 핵상은 3n이다)는 배젖으로 성장하여, 배주에서 생긴 종피에 싸여 씨앗이 된다.
9. 2. 수정과 배 발생
이중 수정은 두 개의 정자 세포가 배주 내의 세포를 수정하는 과정이다. 화분 알갱이는 암술머리 꼭대기에 달라붙어 발아하고 긴 화분관을 자라게 한다. 반수체 생식세포는 관핵 뒤쪽으로 관을 따라 이동한다. 생식세포는 유사 분열을 통해 두 개의 반수체(n) 정자 세포를 생성한다. 화분관은 암술머리에서 암술대를 따라 자라 난소로 들어간다. 배주의 주피에 도달하면 주피를 소화하여 용해하고 보조세포 중 하나로 들어가 정자 세포를 포함한 내용물을 방출한다. 세포가 방출된 보조세포는 퇴화한다. 하나의 정자는 난세포를 수정하여 이배체(2n) 접합자를 생성한다. 두 번째 정자 세포는 두 중심 세포 핵과 융합하여 삼배체(3n) 세포를 생성한다. 접합자는 배로 발달하고, 삼배체 세포는 배의 영양 공급원인 배젖으로 발달한다. 난소는 과실로 발달하고 각 배주는 종자로 발달한다.[54]9. 3. 열매와 씨앗
배와 배젖이 발달함에 따라 배낭 벽이 커지고, 주피와 결합하여 종피를 형성한다. 씨방 벽은 과일 또는 과피를 형성하는데, 그 형태는 종자 산포 시스템의 유형과 밀접한 관련이 있다.[55]꽃의 다른 부분도 종종 과일 형성에 기여한다. 예를 들어 사과에서 꽃받침통은 씨앗 주위의 단단한 껍질을 형성하는 씨방을 둘러싸는 식용 과육을 형성한다.[56]
중복수정 후, 수정란(핵상은 2n이다)은 배로, 중심세포(두 개의 극핵과 한 개의 정핵이 수정되므로 핵상은 3n이다)는 배젖으로 성장하여, 배주에서 생긴 종피에 싸여 씨앗이 된다.
10. 인간과의 관계
속씨식물은 인간에게 다양한 방식으로 활용된다.
농업에서 속씨식물은 매우 중요한 역할을 한다. 사실상 모든 식물성 식품과 가축 사료를 제공하며,[62] 특히 밀, 쌀, 옥수수는 전 세계 칼로리 섭취량의 절반을 차지한다.[63]
속씨식물은 목재, 종이, 섬유(면, 아마, 대마 등), 약용 식물(디곡신, 아편류 등), 관상용 및 조경용 식물 등 다양한 형태로 이용된다. 또한, 커피와 핫초콜릿 같은 음료도 속씨식물로부터 얻는다.[62]
꽃은 문학, 미술, 종교 등 문화적으로도 중요한 상징으로 사용된다. 분재, 이케바나 등 식물을 이용한 예술 형태도 발달했다. 관상식물은 때때로 튤립 투기 열풍처럼 역사의 흐름을 바꾸기도 했다.[70] 많은 국가와 지역에서 국화를 지정하고 있으며, 가장 인기 있는 국화는 난초과(15.7%)이다.[71] 화조화(Huaniaohua|화냐오화중국어)는 꽃 피는 식물의 아름다움을 기리는 중국화의 일종이다.[68] 윌리엄 셰익스피어를 포함한 여러 작가들이 문학 작품에서 꽃을 의미를 전달하는 데 사용했다.[69]
10. 1. 실용적 이용
농업은 거의 전적으로 속씨식물에 의존하는데, 속씨식물은 사실상 모든 식물성 식품과 가축 사료를 제공한다.[62] 세계 칼로리 섭취량의 절반은 밀, 쌀, 옥수수 이 세 가지 식물에서만 공급된다.[63]| 과목 | 영어 | 해당 과목의 식품 예시 |
|---|---|---|
| 벼과 | Grasses, cereals | 대부분의 사료, 쌀, 옥수수, 밀, 보리, 호밀, 귀리, 기장, 사탕수수, 수수 |
| 콩과 | Legumes, pea family | 완두콩, 콩, 렌틸콩, 사료용 클로버, 알팔파 |
| 가지과 | Nightshade family | 감자, 토마토, 피망, 가지 |
| 박과 | Gourd family | 조롱박, 오이, 호박, 멜론 |
| 십자화과 | Cabbage family | 양배추와 그 품종 (브뤼셀콩, 브로콜리 등), 겨자, 유채 |
| 산형과 | Parsley family | 파스닙, 당근, 파슬리, 고수, 회향, 커민, 카라웨이 |
| 운향과 | Rue family[64] | 오렌지, 레몬, 자몽 |
| 장미과 | Rose family[65] | 사과, 배, 체리, 살구, 자두, 복숭아 |
속씨식물은 목재, 종이, 면, 아마, 대마와 같은 섬유, 디곡신과 아편류와 같은 약용 식물, 그리고 관상용 및 조경용 식물의 형태로 다양한 재료를 제공한다. 커피와 핫초콜릿은 속씨식물에서 나온 음료이다.[62]
10. 2. 문화적 이용
꽃은 문학, 미술, 종교 등 다양한 문화 영역에서 중요한 상징으로 사용되며, 분재, 이케바나 및 꽃꽂이와 같이 잘린 식물이나 살아있는 식물을 배열하는 다양한 예술 형태에 사용된다. 관상식물은 때때로 튤립 투기 열풍에서와 같이 역사의 흐름을 바꾸기도 했다.[70] 많은 국가와 지역에는 국화가 있다. 70개의 국화를 조사한 결과 가장 인기 있는 꽃 식물은 난초과(Orchidaceae)가 15.7%(11개의 국화)로 가장 많았고, 그 뒤를 콩과(Fabaceae)가 10%(7개의 국화), 백합과(Asparagaceae), 국화과(Asteraceae), 장미과(Rosaceae)가 각각 5.7%(각 4개의 국화)로 나타났다.[71]실제 식물과 가상의 식물 모두 문학과 영화에서 다양한 역할을 수행한다.[66] 윌리엄 블레이크, 로버트 프로스트, 라빈드라나트 타고르와 같은 시인들의 많은 시에서 꽃이 주제로 다루어진다.[67] 화조화(Huaniaohua|화냐오화중국어)는 꽃 피는 식물의 아름다움을 기리는 일종의 중국화이다.[68] 문학 작품에서 의미를 전달하는 데 사용된 꽃은 윌리엄 셰익스피어를 포함한 여러 작가들에 의해 사용되었다.[69]
11. 보존
인간의 환경에 대한 영향으로 인해 많은 종들이 멸종되었고, 현재 더 많은 종들이 위협받고 있다. IUCN과 큐 왕립식물원과 같은 여러 기관에서는 식물 종의 약 40%가 멸종 위기에 처해 있다고 밝히고 있다.[73] 대부분은 서식지 손실로 인해 위협받지만, 야생 목재 나무의 벌채와 약용 식물 채취 또는 외래 침입종의 도입과 같은 활동도 영향을 준다.[77][74][75]
현재 비교적 적은 수의 식물 다양성 평가에서 기후변화를 고려하고 있지만,[73] 식물에도 영향을 미치기 시작했다. 지구 온난화가 2°C 증가할 경우, 약 3%의 꽃 피는 식물이 향후 100년 안에 멸종될 가능성이 매우 높으며, 3.2°C 증가할 경우 10%가 멸종될 가능성이 있다.[76] 최악의 시나리오에서는 모든 나무 종의 절반이 그 기간 동안 기후 변화로 인해 멸종될 수 있다.[73]
이러한 맥락에서 보전은 야생에서 식물과 그 서식지를 보호하는 ''현지 내 보전'' 또는 종자 은행이나 살아있는 식물로 하는 ''현지 외 보전''을 통해 멸종을 방지하려는 시도이다.[77] 전 세계 약 3000개의 식물원에서 멸종 위기에 처한 것으로 알려진 종의 40% 이상을 포함한 살아있는 식물을 "야생 멸종에 대한 보험 정책"으로 유지하고 있다.[78] 국제연합의 식물 보전을 위한 세계 전략은 "식물이 없으면 생명도 없다"고 주장하며, 전 세계적으로 "식물 다양성의 지속적인 손실을 막는 것"을 목표로 한다.[79]
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