줄기
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1. 개요
줄기는 식물의 지상부를 지지하고 물과 양분의 이동 통로 역할을 하는 기관이다. 표피, 기본 조직, 관다발 조직으로 구성되며, 식물의 종류에 따라 다양한 형태와 기능을 갖는다. 줄기는 잎이 붙는 마디와 마디 사이의 절간으로 이루어져 있으며, 곁눈과 끝눈을 통해 생장한다. 줄기는 곧은줄기, 기는줄기, 감는줄기 등 다양한 형태로 존재하며, 덩이줄기, 비늘줄기, 알줄기, 뿌리줄기 등 특수한 형태로 변형되기도 한다. 줄기는 식량, 건축 자재, 의약품, 섬유 등 다양한 경제적 가치를 지니며, 한국 문화에서도 중요한 역할을 한다.
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| 줄기 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 설명 | 줄기는 식물의 땅 위에 있는 주된 축이며, 잎, 가지, 꽃을 지탱한다. |
| 구조 | |
| 형태 | 줄기는 일반적으로 원통형이지만, 네모난 모양도 있다. 줄기 마디는 잎이나 가지가 붙는 곳이고, 마디 사이는 마디와 마디 사이의 공간이다. 잎겨드랑이는 줄기와 잎자루 사이의 각도이며, 눈이 위치한다. 정단 눈(apical bud)은 줄기 끝에 있으며, 줄기의 성장을 담당한다. 껍질눈(lenticel)은 줄기의 껍질에 있는 작은 구멍으로, 가스 교환을 한다. |
| 내부 구조 | 겉껍질(epidermis): 줄기의 가장 바깥층으로, 보호 역할을 한다. 피층(cortex): 겉껍질 안쪽에 있으며, 유세포로 구성되어 있다. 관다발(vascular bundle): 물관과 체관으로 구성되어 있으며, 물과 영양분을 운반한다. 속(pith): 줄기 중앙에 있으며, 유세포로 구성되어 있다. |
| 기능 | |
| 지지 | 잎, 꽃, 열매를 지탱한다. |
| 운반 | 물과 영양분을 뿌리에서 잎으로, 잎에서 다른 부분으로 운반한다. |
| 저장 | 물과 영양분을 저장한다. |
| 광합성 | 녹색 줄기는 광합성을 한다. |
| 생식 | 일부 식물은 줄기에서 새로운 식물을 번식시킬 수 있다. |
| 특수화된 줄기 | |
| 땅속줄기(rhizome) | 땅속에서 수평으로 자라는 줄기 (예: 생강, 붓꽃) |
| 덩이줄기(tuber) | 양분을 저장하기 위해 비대해진 땅속줄기 (예: 감자) |
| 알줄기(bulb) | 짧고 뭉툭한 줄기에 잎이 겹쳐진 형태 (예: 양파, 튤립) |
| 덩굴줄기(tendril) | 다른 물체를 감아 올라가는 줄기 (예: 포도, 오이) |
| 가시줄기(thorn) | 잎이 변형되어 생긴 가시 (예: 장미) |
| 기타 정보 | |
| 줄기의 나이테 | 나무의 나이를 알 수 있게 해준다. |
2. 구조
줄기는 고등 식물에서 볼 수 있는, 보통 길쭉한 막대 모양의 구조로, 내부에는 물질 수송을 담당하는 관다발을 가지고 있다. 줄기는 위쪽으로는 잎과 꽃을 만들고 아래쪽으로는 뿌리를 만드는 방향성을 가지며, 양 끝에는 분열 조직이 있어 생장한다. 땅속에 있는 줄기 부분은 점차 뿌리로 이어진다.
일반적으로 '줄기'라는 명칭은 초본 식물에 주로 사용되며, 목본 식물의 목질화된 줄기는 보통 '줄기' 또는 '나무줄기'라고 부른다. 줄기는 잎이나 꽃을 지탱하는 기관이면서 식물체의 중심적인 부분으로 여겨진다. 건조하거나 물이 부족할 때는 잎이나 꽃을 떨어뜨려(낙엽) 줄기 자체의 생존을 우선하기도 한다. 식물 표본을 만들 때는 보통 잎이나 꽃이 달린 줄기 부분을 하나의 단위로 채집한다. 또한, 무성 생식 시 새로운 개체를 만드는 포복경이나 땅속줄기 등은 줄기가 변형된 형태인 경우가 많다.
줄기의 표면은 표피로 덮여 있으며, 목본 식물의 경우 표면에 수피가 형성되기도 한다. 줄기 내부에는 관다발이 특정 형태로 배열되어 있다. 줄기 표면의 일정 깊이에는 분열 조직인 형성층이 있어 줄기가 굵어지는 비대 생장을 하기도 한다.
줄기의 내부 구조는 크게 세 가지 조직계, 즉 표피조직, 기본조직, 관다발조직으로 구성된다고 본다.[5] 표피조직은 줄기 표면을 덮어 보호하고, 기본조직은 광합성, 저장, 지지 등의 기능을 하며, 관다발조직은 물과 양분의 이동 통로가 된다. 다른 관점에서는 줄기 구조를 표면 부분인 피층과 내부의 관다발이 배치된 중심주로 나누어 보기도 한다.
이러한 줄기의 내부 구조, 특히 관다발의 배열 방식은 식물 분류군에 따라 다르게 나타난다. 대체로 겉씨식물과 쌍떡잎식물은 비슷한 구조를 가지며, 외떡잎식물은 독특한 구조를 보인다.[10] 양치식물에서는 또 다른 특수한 구조들이 관찰된다.[8]
2. 1. 조직구조
식물체의 줄기는 보통 세 가지 주요 조직계, 즉 표피조직, 기본조직, 관다발조직으로 구성된다.[5]
'''표피조직'''(Dermal tissue영어)은 줄기의 가장 바깥 표면을 덮고 있는 조직이다. 주요 기능은 내부 조직을 보호하고, 방수 역할을 하며, 기공을 통해 기체 교환을 조절하는 것이다.[6] 표피조직의 주요 세포는 표피 세포이며[6], 쌍떡잎식물의 경우 표면에 방수 기능을 하는 큐티클 층이 있고, 털(trichomes)이 존재하기도 한다.
'''기본조직'''(Ground tissue영어)은 표피조직과 관다발조직 사이를 채우는 조직으로, 주로 유조직, 후각 세포, 후벽 세포로 구성된다.[7] 유조직 세포는 광합성이나 물질 저장 기능을 수행하며, 표피 바로 아래에 위치한 후각 세포나 관다발 내부의 후벽 세포는 줄기에 구조적 지지력을 제공하여 식물체를 튼튼하게 지탱한다. 또한 기본조직은 세포 호흡, 물질 수송 등 다양한 대사 활동에 관여하며, 새로운 분열 조직을 형성하는 데 중요한 역할을 한다.[7] 목질 줄기에서는 대부분의 기본조직이 소실될 수 있다. 쌍떡잎식물의 줄기에서는 기본조직이 피층과 수로 구분되기도 한다.
'''관다발조직'''(Vascular tissue영어)은 물관부와 체관부로 구성되며, 형성층을 포함하기도 한다. 물관부는 뿌리에서 흡수한 물과 무기염류를 위쪽으로 운반하고, 체관부는 잎에서 만들어진 광합성 산물(주로 당)을 식물체의 다른 부분으로 운반하는 장거리 물질 수송을 담당한다. 또한 관다발조직은 줄기에 구조적인 힘을 더하고 식물의 성장을 돕는다.[8]
관다발조직의 배열 방식은 식물군에 따라 다르게 나타난다.[8]
- '''겉씨식물과 쌍떡잎식물''': 관다발이 줄기 단면에서 고리 모양(환상 배열)으로 규칙적으로 배열된다. 물관부는 줄기 중심의 수 쪽에 위치하고, 체관부는 바깥쪽의 피층 쪽에 위치한다. 특히 쌍떡잎식물의 경우, 물관부와 체관부 사이에 형성층이라는 분열 조직이 존재하여 2차 생장을 통해 줄기가 굵어질 수 있다. 목본 쌍떡잎식물은 이 형성층 활동으로 목재(2차 물관부)를 형성한다.
- '''외떡잎식물''': 관다발이 고리 모양을 이루지 않고 기본조직 전체에 불규칙하게 흩어져 분포한다(산재 배열). 외떡잎식물 줄기에는 형성층이 없으므로 일반적으로 2차 생장을 하지 않아 줄기가 굵어지지 않는다. 다만 야자과나 대나무 등 일부 예외적인 경우 비정상적인 후기 생장을 통해 직경이 증가하기도 한다.[10]
- '''겉씨식물''': 대부분 목본 식물이며, 줄기 구조는 목본 쌍떡잎식물과 유사하지만 물관부의 물 수송 세포가 물관이 아닌 가도관으로만 구성되는 경우가 많다. 또한, 겉씨식물 목재에는 수지가 흐르는 수지도가 있는 경우가 흔하다.
- '''양치식물''': 줄기의 해부학적 구조가 다른 식물군보다 복잡한 경우가 많다. 관다발 배열이 솔레노스텔이나 딕티오스텔 등 다양한 중심주 형태를 보이며, 잎으로 관다발이 갈라져 나가는 지점인 잎 틈새(leaf gap)가 단면에 여러 개 나타나기도 한다. 많은 양치류 줄기에서는 물관부 양쪽에 체관부 조직이 존재하는 특징을 보인다.
2. 2. 기관구조
줄기는 잎이 붙는 자리인 마디와 마디 사이의 부분인 절간이 번갈아 나타나는 구조를 가진다. 잎과 줄기가 만나는 엽액에는 곁눈이 존재하며, 이는 곁가지로 자랄 수 있지만 대부분은 활동하지 않는 휴면 상태로 남는다. 줄기의 가장 끝부분에는 마디와 절간이 압축된 형태인 끝눈이 있어, 이곳에서 어린 가지가 길어지는 신장 생장이 일어난다.
끝눈과 곁눈의 생장은 정단우성 현상에 의해 조절되는데, 이는 식물 호르몬인 옥신과 시토키닌의 상호작용 결과이다.[11] 일반적으로 끝눈이 왕성하게 생장하면 곁눈의 생장이 억제된다.
줄기의 내부 구조는 식물군에 따라 차이를 보인다. 단자엽식물의 줄기는 관다발이 줄기 전체에 흩어져 분포하며 특히 바깥쪽에 더 많이 모여 있는 경향이 있다. 이는 관다발이 중심부를 비워두고 고리 모양으로 배열되는 경우가 많은 쌍자엽식물 줄기와는 다른 특징이다. 또한 단자엽식물의 줄기 생장점은 더 길쭉하며, 주변을 감싸는 잎집에 의해 보호받는다. 대부분의 단자엽식물은 형성층이 없어 줄기가 굵어지는 후기 생장(부피 생장)을 하지 않지만, 야자과나 대나무처럼 예외적으로 목질화되거나 비정상적인 후기 생장을 통해 직경이 늘어나는 경우도 있다.
줄기는 끝눈과 같이 줄기 끝에 있는 정단분열조직에서 세포 분열이 일어나며 길이가 길어지는 신장 생장을 하고, 이 과정에서 새로운 잎들이 순서대로 돋아난다. 잎겨드랑이에 있는 곁눈이 자라면 곁가지가 된다.
2. 2. 1. 절간·엽적·엽극
식물 줄기에서 잎이 달려 있거나 떨어져 나간 자리를 마디라고 하며, 마디와 마디 사이의 부분을 절간(節間)이라고 부른다. 잎이 줄기에 붙어 있는 지점에서는 관다발 조직이 줄기와 잎 사이를 연결하며 물과 양분의 통로 역할을 한다.줄기 내부의 관다발에서는 잎의 배열에 맞춰 잎으로 향하는 관다발 가닥이 갈라져 나오는데, 특정 잎으로 향하여 갈라져 나온 관다발 중 줄기 내부에 남아 있는 부분을 엽적(葉跡)이라고 한다. 하나의 잎에 연결되는 엽적은 한 개일 수도 있지만, 여러 개일 수도 있다.
엽적이 줄기의 주 관다발에서 분리되어 나가면, 그 바로 윗부분에는 관다발 조직이 없는 영역이 생기게 된다. 이 부분을 엽극(葉隙)이라고 하며, 실제로는 비어 있지 않고 유조직 세포들로 채워져 있다.
엽적과 엽극의 수나 서로 간의 배열 관계는 식물의 종류에 따라 특징적으로 나타난다. 이 관계는 매우 단순한 형태부터 매우 복잡한 형태까지 다양하게 관찰되며, 특히 외떡잎식물에서는 복잡한 구조를 보이는 경우가 많다.
2. 2. 2. 관다발
관다발(vascular bundle)은 줄기 속에 세로로 길게 배열된 세포 다발로, 식물체 내에서 물질의 장거리 수송을 담당한다.[5][8] 줄기의 관다발 조직은 주로 물관부(xylem)와 체관부(phloem)로 구성된다.
- 물관부: 관다발의 안쪽, 즉 줄기의 중심에 가까운 부분에 위치한다. 벽이 두껍고 굵은 세포인 물관(vessel element) 등으로 이루어져 있으며, 뿌리에서 흡수한 물과 무기물이 위쪽으로 이동하는 통로 역할을 한다.[8]
- 체관부: 관다발의 바깥쪽, 즉 줄기의 중심에서 먼 부분에 위치한다. 상대적으로 가느다란 체관(sieve tube element) 세포들로 구성되어 있으며, 잎에서 광합성으로 만들어진 당, 아미노산 등 유기 양분을 식물체의 다른 필요한 부분으로 운반한다.[8]
쌍떡잎식물과 겉씨식물의 줄기에서는 관다발이 형성층(cambium)을 사이에 두고 고리 모양으로 규칙적으로 배열되어 있는 경우가 많다.[10] 이 배열에서 물관부는 안쪽의 수(pith)와 접하고, 체관부는 바깥쪽의 피층과 접한다. 물관부와 체관부 사이에 위치한 형성층은 세포 분열을 통해 줄기가 굵어지는 부피 생장(2차 생장)을 가능하게 한다.
반면, 외떡잎식물의 줄기에서는 관다발이 특정 배열 없이 기본 조직 사이에 흩어져 있으며, 형성층이 존재하지 않아 대부분 부피 생장을 하지 못한다.[10]
3. 성장
씨가 발아하면 뿌리가 먼저 나온 뒤 어린줄기가 나온다. 어린줄기는 끝부분에 있는 생장점인 끝눈 주변 조직이 발달하면서 길어지는데, 이를 1차 생장이라고 한다. 이 과정에서 줄기의 마디에서는 곁눈과 잎이 생긴다. 하나의 마디에서는 보통 1개 또는 2개의 잎이 나온다. 잎은 생장을 마치면 떨어지는데, 이때 잎과 줄기를 연결하던 관다발이 끊어지면서 줄기에는 잎이 붙어 있던 흔적인 엽흔이 남는다.
쌍자엽식물 줄기는 1차 생장을 통해 기본적인 구조를 형성한다. 줄기 중앙에는 수(pith)가 있으며, 줄기 단면을 보면 관다발이 뚜렷한 고리 모양(환상 배열)으로 배열되어 있다. 줄기 바깥쪽은 표피로 덮여 있으며, 표피는 물 손실을 막는 큐티클 층으로 보호된다. 표피에는 가스 교환을 위한 기공이나 털(trichomes)이라고 불리는 다세포 구조물이 있을 수 있다. 표피 안쪽에는 피층과 내피로 구성된 피질이 주피와 관다발 위에 자리 잡고 있다.
목본 쌍자엽식물과 일부 비목본 쌍자엽식물은 줄기의 굵기가 굵어지는 2차 생장을 한다. 2차 생장은 측면에 위치한 분열조직인 관다발 형성층과 코르크 형성층(펠로겐)에서 시작된다.
2차 물관부는 우리가 흔히 목재라고 부르는 부분으로, 상업적으로 매우 중요하다. 온대 기후 지역에서 자라는 나무의 경우, 계절에 따른 관다발 형성층의 활동 변화(봄에는 세포 분열 활발, 여름/가을에는 둔화)로 인해 연륜(나이테)이 생긴다. 연륜은 나무의 나이를 알려줄 뿐만 아니라, 과거의 환경을 연구하는 데 중요한 단서를 제공한다.
성숙한 나무의 공중 줄기를 줄기라고 한다. 직경이 큰 줄기의 죽은, 보통 더 어두운 내부 목재를 심재라고 하며, 이는 타일로시스의 결과이다. 바깥쪽의 살아있는 목재를 변재라고 한다.
단자엽식물 줄기의 구조는 쌍자엽식물과 차이가 있다. 단자엽식물의 관다발은 줄기 전체에 흩어져 분포하며(산재 배열), 특히 바깥쪽에 더 많이 모여 있는 경향이 있다. 이는 관다발이 고리 모양으로 배열되고 중심부에 수가 있는 쌍자엽식물 줄기와는 다른 점이다. 단자엽식물의 줄기 생장점은 더 길쭉하다. 잎집이 그 주위로 자라면서 그것을 보호한다. 이것은 거의 모든 단자엽식물에 어느 정도 해당된다. 단자엽식물은 드물게 2차 생장을 하며, 따라서 목질화되는 경우가 드물며, 야자과와 대나무가 주목할 만한 예외이다. 그러나 많은 단자엽식물 줄기는 비정상적인 후기 생장을 통해 직경이 증가한다.
줄기의 길이 생장(신장 생장)은 줄기 선단의 세포 분열로 이루어지며, 그 신장에 따라 새 잎을 정단 서열로 전개한다. 굵기 생장(비대 생장)은 주로 형성층의 세포 분열에 의한 것이다. 형성층은 줄기 주변에 존재하며 비대 생장을 지탱하는 경우가 많다. 모줄기의 잎겨드랑이에 있는 액아가 자라면 가지가 된다.
4. 종류
줄기는 식물체의 지상부를 지탱하는 부분으로 여겨지지만, 다양한 형태와 기능을 가진다. 줄기는 생육하는 위치, 형태, 생활사 등에 따라 여러 종류로 나눌 수 있다.
=== 생육 위치에 따른 분류 ===
줄기는 생육하는 위치에 따라 크게 땅위줄기, 부경, 땅속줄기로 나눌 수 있다.
- 땅위줄기 (지상경): 땅 위에 있는 일반적인 줄기를 총칭한다. 대부분의 줄기가 여기에 속한다.
- 부경 (浮莖): 물 속에서 자라는 수생식물의 줄기로, 물에 뜨기 쉽게 발달한 형태이다.
- 땅속줄기 (지하경): 땅 속에 있는 줄기로, 땅 위로 새로운 줄기를 내거나 잎만을 내보낸다. (둥굴레, 대돌잔고사리 등). 양분을 저장하거나 번식하는 역할을 하며, 형태와 기능에 따라 다음과 같이 나뉜다.
- 뿌리줄기 (근경, Rhizome): 땅속에서 주로 수평으로 길게 뻗으며 마디가 있고, 각 마디에서 잎이나 뿌리가 나온다. 번식과 저장 기능을 한다. (대나무, 연근, 고사리, 붓꽃 등).
- 알줄기 (구경, Corm): 줄기의 밑부분이 녹말 등 양분을 저장하여 공 모양으로 비대해진 것으로, 겉은 잎이 변한 껍질에 싸여 있다. (토란, 크로커스, 글라디올러스, 프리지어 등).
- 덩이줄기 (괴경, Tuber): 땅속으로 뻗은 줄기의 일부(주로 끝부분)가 녹말 등 양분을 저장하여 불규칙한 덩어리 모양으로 비대해진 것이다. 뚜렷한 껍질이 없다. (감자, 시클라멘 등).
- 비늘줄기 (인경, Bulb): 짧고 납작한 줄기 주위에 양분을 저장하여 두꺼워진 잎(비늘잎)이 빽빽하게 겹쳐져 공 모양이나 달걀 모양을 이룬다. 밑부분의 짧은 부분이 줄기이고, 대부분은 잎으로 이루어져 있다. (백합, 양파, 수선화, 튤립 등).
=== 형태에 따른 분류 ===
땅위줄기는 다양한 형태로 자란다.
- 곧은줄기 (직립경): 땅 위로 똑바로 서서 자라는 줄기이다. (돼지풀)
- 비스듬한 줄기/가지: 중심 줄기는 곧게 서지만, 옆으로 나오는 가지는 비스듬하게 자라는 경우이다. (털진득찰)
- 기는줄기 (포복경): 땅 표면을 따라 옆으로 기듯이 뻗어가는 줄기이다. (딸기)
- 감는줄기 (만경): 다른 물체를 휘감으면서 위쪽으로 올라가는 줄기이다. (나팔꽃)
- 기어오르는줄기: 스스로 곧게 서지 못하고 덩굴손, 붙음뿌리 등을 이용해 다른 물체에 기대거나 달라붙어 위로 뻗어가는 줄기이다. (완두, 담쟁이덩굴)
- 짧은줄기 (로제트형): 줄기가 매우 짧아 잎이 땅바닥에 방사상으로 퍼져 자라는 형태이다. 이런 식물을 로제트 식물이라고 한다. (민들레)
- 다육경: 수분을 많이 저장하여 줄기가 두껍고 다육질로 된 것으로, 잎은 퇴화하여 가시 모양으로 변한 경우가 많다. (선인장)
- 엽상경 (엽상지, Phylloclade): 줄기가 잎처럼 납작하거나 넓적하게 변형되어 광합성 기능을 수행한다.[4] 본래의 잎은 퇴화하거나 작아진 경우가 많다. (선인장 패드, 게발선인장, 겨우살이, 아스파라거스 등).
- 줄기가시 (경침, Thorn): 줄기나 가지가 변해서 생긴 날카로운 가시이다. (매실, 탱자) (참고: 장미의 가시는 줄기가 변한 것이 아니라 표피 조직이 변한 피침(prickle)이다.)
- 가짜 줄기 (위경, Pseudostem): 잎의 밑부분(잎집)이 서로 겹쳐 말려서 줄기처럼 보이는 구조이다. 2m에서 3m 높이에 달하기도 한다. (바나나)
- 간 (稈, Culm): 여러 해 살지만 줄기가 굵어지지 않고 속이 비어 있으며 마디가 뚜렷한 줄기이다. 주로 벼과 식물(벼, 대나무, 갈대 등)에서 볼 수 있다.
=== 생활사에 따른 분류 ===
줄기의 생존 기간과 성장 방식에 따라 초본과 목본으로 나눌 수 있다.
- 초본 (풀): 줄기가 연하고 목질화되지 않으며, 보통 한 해 또는 두 해 살거나 여러 해 살더라도 겨울에는 지상부가 죽는 식물이다.
- 한해살이풀: 씨앗에서 발아하여 1년 안에 꽃을 피우고 열매를 맺은 뒤 죽는 풀. (나팔꽃, 옥수수)
- 두해살이풀: 첫해에 발아하여 영양 생장을 하고 겨울을 난 뒤 이듬해에 꽃과 열매를 맺고 죽는 풀. (시금치)
- 여러해살이풀 (숙근초): 지하부(뿌리, 땅속줄기 등)가 여러 해 동안 살아남아 매년 지상부(줄기, 잎)를 내어 꽃과 열매를 맺는 풀. 지하부에 양분을 저장하는 경우가 많다. (은방울꽃, 자리공)
- 상록 초본: 지하부뿐만 아니라 지상부도 겨울에 죽지 않고 살아있는 여러해살이풀.
- 목본 (나무): 줄기가 단단하게 목질화되고 여러 해에 걸쳐 굵어지며 자라는 식물이다. 나무줄기(목본경)가 발달한다.
야자나무과나 대나무 등은 여러 해 살기 때문에 나무처럼 보이지만, 줄기가 비대 성장(부피 생장)을 하지 않아 식물학적으로는 특수한 풀로 분류되기도 한다. 국화과나 콩과처럼 같은 분류군 안에 초본과 목본이 함께 속하는 경우도 있다.
=== 기타 관련 용어 ===
- 가지: 큰 줄기에서 갈라져 나온 줄기.
- 싹 (눈): 미성숙한 줄기 끝부분으로, 새로운 줄기나 잎, 꽃으로 자랄 수 있는 조직. 액아(겨드랑이눈)는 잎자루와 줄기 사이에 생긴 싹이다.
- 마디 (절, Node): 줄기에서 잎이나 가지가 나오는 부분.
- 마디 사이 (절간, Internode): 줄기의 두 마디 사이 부분.
- 포복지 (기는줄기, Stolon/Runner): 땅 위를 수평으로 기면서 마디에서 뿌리와 새 식물체를 만들어 번식하는 줄기. 딸기, ''Chlorophytum comosum'' 등이 예이다. (넓은 의미의 기는줄기(포복경)에 포함될 수 있다.)
- 꽃대 (화경, Scape): 땅속줄기나 뿌리에서 직접 나와 잎 없이 꽃만 달리는 줄기. (호스타, 백합, 붓꽃, 마늘)
- 꽃줄기 (화경, Peduncle): 꽃차례 전체 또는 단독으로 피는 꽃을 지지하는 주된 줄기.
- 꽃자루 (소화경, Pedicel): 꽃차례에서 개개의 꽃을 지지하는 작은 줄기.
5. 줄기의 변태
줄기는 일반적으로 식물체를 지탱하고 물과 양분을 운반하는 역할을 하지만, 특수한 환경에 적응하거나 특정 기능을 수행하기 위해 형태나 기능이 변형되기도 한다. 이를 '줄기의 변태'라고 부른다. 엄밀하게는 줄기와 잎을 포함하는 슈트(shoot) 전체의 변태인 경우가 많지만, 편의상 줄기의 변태로 설명한다.[12] 줄기가 변태하는 주된 이유는 저장, 무성 생식, 보호 또는 광합성 기능을 강화하기 위함이다.
땅 위에서 자라는 줄기가 변태한 예는 다양하다.
- 기는줄기(주경): 딸기나 바위취처럼 줄기가 가늘게 땅 위를 기면서 마디에서 뿌리와 새싹을 내어 번식한다.
- 육아(肉芽): 참마의 줄기눈처럼 가지가 둥글게 비대해져 영양 번식에 사용된다.
- 주아(珠芽): 참나리처럼 줄기가 짧고 굵어져 비늘 조각 같은 덩어리 모양이 되어 영양 번식에 이용된다.
- 덩굴손: 포도처럼 줄기가 가늘고 길게 변하여 다른 물체를 감아 올라가는 역할을 한다.
- 가시: 탱자나무의 가시처럼 줄기가 짧고 뾰족하게 변하여 식물체를 보호한다. 장미의 가시는 엄밀히 줄기 자체가 변한 것이 아니라 줄기 표피 조직이 변형된 돌기(prickle)이다.
- 엽상경(잎모양줄기): 선인장의 줄기처럼 잎 모양으로 납작하게 변하여 광합성 기능을 수행한다. [4]
- 덩굴성 줄기: ''Senecio angulatus''처럼 다른 식물이나 구조물에 붙거나 감아 올라가는 줄기이다.
- 포복성 줄기: 땅에 거의 붙어 자라다가 끝부분만 위로 향하는 줄기이다. ''Cucurbita maxima''(호박류)에서 볼 수 있다.
- 꽃대: 호스타, 백합, 붓꽃, 마늘 등에서 볼 수 있으며, 땅속에서 바로 나와 잎 없이 꽃만 달리는 줄기이다.
- 가짜 줄기(헛줄기): 바나나처럼 잎집(잎의 밑부분)이 여러 겹으로 말려서 줄기처럼 보이는 구조로, 2m 에서 3m 높이까지 자랄 수 있다.
한편, 땅속줄기가 변태한 것으로는 뿌리줄기, 덩이줄기, 비늘줄기, 알줄기 등이 있다.[12] 이들은 주로 양분을 저장하거나 무성 생식에 이용된다.
5. 1. 덩이줄기
괴경(塊莖)이라고도 한다.[12] 땅속줄기가 변태한 것으로, 녹말과 같은 양분을 지하에 저장하여 비대해진 줄기이다. 곁눈이 뭉쳐진 눈이 있어 이를 통해 영양생식이 가능하다. 대표적인 예로는 감자가 있다.5. 2. 비늘줄기
비늘줄기는 인경(鱗莖)이라고도 하며, 짧은 땅속줄기에 양분을 저장하는 여러 개의 두꺼운 잎(비늘잎)이 붙어 있는 형태를 말한다. 백합, 파, 튤립, 수선화 등에서 볼 수 있다.[12] 비늘줄기는 식물이 생육하기 어려운 겨울이나 건기 동안 땅속에서 휴면기관으로 지내며, 영양생식을 통해 번식하는 역할도 한다.비늘줄기의 구조는 식물에 따라 차이가 있다. 백합속 식물처럼 비늘잎이 다육질이고 기와지붕 모양으로 겹쳐 있는 경우도 있고, 파속이나 수선화속 식물처럼 비늘잎이 넓고 바깥쪽 잎이 안쪽 잎을 완전히 감싸는 경우도 있다. 양파의 경우처럼 비늘줄기에서 잎이 차지하는 비중이 매우 크고 줄기 자체는 아랫부분에 작게 남아 있는 경우가 많아, 줄기의 변태라기보다는 잎의 변태를 동반한 슈트(shoot)의 변태로 보기도 한다.
5. 3. 알줄기
구경(球莖)이라고도 부른다. 땅속줄기가 녹말 등의 양분을 저장하여 공처럼 둥글게 두꺼워진 알뿌리의 한 형태이다. 토란, 곤약, 소귀나물, 글라디올러스, 크로커스 등이 알줄기를 가진 대표적인 식물이다. 겨울에 땅 위의 부분이 시드는 여러해살이풀에서는 알줄기가 월동기관의 역할을 하며, 새로운 개체를 만드는 영양생식에도 이용된다.5. 4. 뿌리줄기
근경(根莖)이라고도 하며, 줄기가 땅속으로 자라 마치 뿌리와 같은 역할을 하는 것을 말한다.[12] 땅속줄기의 한 종류로, 마디에서 부정근이 돋아나고 지상으로는 잎을 낸다. 겉모습은 뿌리와 비슷하지만, 비늘 조각 모양의 잎이 돋아나기도 하며, 내부 구조를 살펴보면 관다발의 배치를 통해 줄기임을 명확하게 식별할 수 있다.양치식물(고사리 등)에서 흔히 볼 수 있으며, 연꽃, 메꽃, 죽순대, 진황정, 붓꽃 등이 뿌리줄기를 가진 대표적인 식물이다. 뿌리줄기는 녹말과 같은 양분을 저장하는 기능을 하여, 영양생식이나 추운 겨울을 나는 월동기관으로서의 역할을 하기도 한다.
6. 특수 용어
줄기는 생장 환경이나 기능에 따라 다양하게 변형되거나 특수한 형태를 띠기도 한다. 주요 특수 용어는 다음과 같다.
- 줄기 없음(acaulescent): 겉보기에는 줄기가 없는 것처럼 보이는 식물의 상태를 말한다. 실제로는 줄기가 매우 짧아 잎이 땅에서 바로 나오는 것처럼 보인다. 제비꽃 일부 종이 이에 해당한다.
- 나무 형태(arborescent): 보통 하나의 큰 줄기를 가진 나무와 같은 목질 줄기를 의미한다.
- 관목성(fruticose): 목본 식물이지만 나무보다는 작은 관목처럼 자라는 줄기를 말한다.
- 초본(herbaceous): 목질화되지 않아 생장기 말에 죽는 줄기이다.
- 목본(woody): 이차 생장을 통해 형성된 이차 목부가 발달하여 단단한 질감을 가진 줄기이다.
- 변재(sapwood): 목본 줄기에서 심재를 둘러싼 이차 사부 층으로, 주로 수분과 양분의 이동 통로 역할을 한다.
- 싹(bud): 아직 성숙하지 않은 줄기 끝부분을 포함하는 배아 상태의 구조물이다.
- 액아(axillary bud): 오래된 잎과 줄기가 붙어 있던 자리(잎겨드랑이)에서 자라는 싹으로, 새로운 가지나 꽃으로 발달할 수 있다.
- 가지(branch): 주된 줄기에서 갈라져 나온 줄기를 말한다. 줄기는 가지가 있는지 없는지에 따라 가지 있는(branched) 또는 가지 없는(unbranched) 것으로 구분된다.
- 마디(node): 종자식물에서 잎이나 가지가 줄기에 붙는 지점이다. 이곳은 생장이 활발한 작은 구역이다.
- 마디 사이(internode): 줄기에서 두 개의 연속된 마디 사이의 구간을 말한다.
- 간(culm): 벼과 식물처럼 속이 비고 마디가 뚜렷한 줄기를 말한다. 벼, 대나무 등이 예이다.
- 덩굴(vine): 다른 식물이나 구조물에 달라붙거나 감아 올라가며 자라는 줄기이다. 스스로 서기 어렵지만 길게 자랄 수 있다. 나팔꽃처럼 감는 것과 담쟁이덩굴처럼 달라붙는 것이 있다. 감는 방향은 오른쪽 또는 왼쪽으로 정해진 경우가 많으나, 청미래덩굴처럼 양쪽으로 감기는 것도 있다.
- 포복성(decumbent): 땅바닥에 거의 누워 자라다가 끝부분만 위로 향하는 줄기이다.
- 기는줄기(runner, stolon) 또는 포복지(匍匐枝): 땅 표면을 따라 수평으로 뻗어 나가며 마디에서 뿌리와 새싹을 내어 번식하는 줄기이다. 딸기, 클로로피텀(''Chlorophytum comosum'') 등이 예이다.
- 흡지(sucker) 또는 땅속줄기: 땅속 또는 땅 표면 가까이에서 형성되어 수평으로 자라다가 끝에서 새로운 식물체를 만드는 줄기이다.
- 밀생(cespitose): 여러 줄기가 빽빽하게 뭉쳐서 덩어리나 낮은 매트 형태로 자라는 모습이다.
- 엽상경(cladode, phylloclade) 또는 잎모양줄기: 줄기가 잎처럼 납작하게 변형되어 광합성 기능을 수행하는 것이다.[4] 선인장의 패드나 게발선인장, 아스파라거스 등이 예이다.
- 줄기가시(thorn): 줄기 자체가 변형되어 끝이 뾰족해진 구조물이다. 매실나무, 탱자나무 등에서 볼 수 있다. 가시의 일종이다.
- 껍질가시(prickle): 줄기의 표피나 피층 등 바깥 조직이 변형되어 생긴 뾰족한 돌기이다. 장미의 가시가 대표적이다. 이는 줄기 자체가 변한 줄기가시(thorn)와는 발생 기원이 다르다.
- 헛줄기(pseudostem) 또는 가짜 줄기: 실제 줄기가 아니라, 잎의 밑부분(잎집)이 여러 겹으로 말려서 줄기처럼 보이는 구조이다. 바나나가 대표적인 예로, 높이가 2~에 달하기도 한다.
- 꽃자루(pedicel): 하나의 꽃을 지지하는 작은 줄기이다. 꽃차례에서는 개별 꽃에 달린 자루를 의미한다.
- 꽃줄기(peduncle): 꽃차례 전체나 단독으로 피는 꽃 하나를 받치는 주된 줄기이다.
- 꽃대(scape): 땅속줄기나 뿌리에서 직접 나와 잎 없이 꽃만 달고 있는 줄기이다. 호스타, 백합, 붓꽃, 마늘 등에서 볼 수 있다.
- 잎자루(petiole): 잎몸과 줄기를 연결하는 자루 부분이다. (엄밀히는 잎의 일부이지만 줄기와 연결되므로 함께 언급되기도 한다.)
지하 줄기 (지하경)땅속에 있는 줄기로, 형태와 기능에 따라 다음과 같이 나뉜다.
| 종류 (영문명) | 설명 | 예시 |
|---|---|---|
| 뿌리줄기 (rhizome) | 땅속에서 수평으로 길게 뻗으며 자라는 줄기. 마디가 있고, 잎이 변형된 비늘 조각이 붙기도 한다. 저장 및 번식 기능을 한다. | 대부분의 고사리, 붓꽃, 대나무, 연근, 개대황 |
| 알줄기 (corm) | 줄기의 밑부분이 녹말 같은 양분을 저장하여 공 모양으로 비대해진 것. 겉은 잎이 변한 껍질로 싸여 있다. | 토란, 크로커스, 글라디올러스, 프리지어 |
| 덩이줄기 (tuber) | 땅속으로 뻗은 줄기의 일부가 양분을 저장하여 불규칙한 덩어리 모양으로 커진 것. 겉껍질이 없다. 저장 및 번식에 이용된다. | 감자, 시클라멘 |
| 비늘줄기 (bulb) | 짧은 줄기 둘레에 양분을 저장하여 두꺼워진 잎(비늘잎)이 겹겹이 쌓여 둥근 모양을 이룬 것. 대부분이 잎으로 구성되어 있다. | 양파, 튤립, 수선화, 백합 |
어린 녹색 줄기는 표피를 통해 호흡과 광합성을 하기도 하며, 일부 식물은 줄기에 광합성 산물을 저장하기도 한다.
7. 외래 물질과의 관계
8. 경제적 중요성
줄기는 경제적으로 사용되는 수천 종의 식물에 존재한다. 줄기는 감자와 토란과 같은 몇 가지 주요 작물들을 제공한다. 사탕수수 줄기는 설탕의 주요 공급원이며, 단풍당은 단풍나무의 줄기에서 얻는다. 줄기에서 얻는 채소로는 아스파라거스, 죽순, 선인장 패드 또는 노팔리토, 콜라비, 물밤 등이 있다. 향신료인 계피는 나무 줄기의 껍질에서 얻으며, 아라비아 고무는 ''아카시아 세네갈'' 나무의 줄기에서 얻는 중요한 식품 첨가물이다. 껌의 주요 성분인 치클은 치클 나무의 줄기에서 얻는다.
줄기에서 얻는 약품으로는 키니네(Cinchona 나무 껍질에서 얻음), 캠퍼(계피를 제공하는 것과 같은 속의 나무에서 증류), 열대 덩굴의 껍질에서 얻는 근육 이완제 큐라레가 있다.
목재는 수천 가지 방식으로 사용된다. 즉, 건축물, 가구, 보트, 비행기, 마차, 자동차 부품, 악기, 스포츠 용품, 철도 침목, 전신주, 울타리 기둥, 말뚝, 이쑤시개, 성냥, 합판, 관, 지붕 널, 배럴 통나무, 장난감, 도구 손잡이, 액자, 베니어, 목탄, 장작을 만드는 데 사용할 수 있다. 목재 펄프는 종이, 판지, 셀룰로스 스펀지, 셀로판 및 셀룰로스 아세테이트와 레이온과 같은 일부 중요한 플라스틱 및 섬유를 만드는 데 널리 사용된다. 대나무 줄기는 종이, 건물, 가구, 보트, 악기, 낚싯대, 수도관, 식물 말뚝, 비계를 포함하여 수백 가지 용도로 사용된다. 야자나무와 고사리 나무의 줄기는 종종 건축에 사용된다. 갈대의 줄기는 일부 지역에서 지붕 이엉에 사용되는 중요한 건축 자재이다.
탄닌은 가죽 무두질에 사용되며, 퀘브라초와 같은 특정 나무의 목재에서 얻는다. 코르크는 코르크 참나무의 껍질에서 얻는다. 고무는 ''Hevea brasiliensis''의 줄기에서 얻는다. 가구와 바구니에 사용되는 라탄은 열대 덩굴 야자나무의 줄기로 만든다. 직물 및 로프용 인피 섬유는 아마, 대마, 황마 및 모시와 같은 식물의 줄기에서 얻는다. 고대 이집트인들은 최초의 종이를 파피루스의 줄기에서 얻었다.
호박은 나무 줄기에서 나온 화석화된 수액이며, 보석에 사용되며 보존된 동물을 포함할 수 있다. 침엽수 목재의 수지는 테레빈유와 로진을 생산하는 데 사용된다. 나무 껍질은 종종 멀치로 사용되며 용기 식물의 배양 매체로 사용된다. 또한 지의류의 자연적인 서식지가 될 수도 있다.
일부 관상용 식물은 주로 매력적인 줄기 때문에 재배된다. 예를 들어:
- 자작나무의 흰 껍질
- 코르크 나사 버들과 해리 로더의 지팡이(''Corylus avellana'' 'Contorta')의 꼬인 가지
- 단풍나무의 붉고 벗겨지는 껍질
참조
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[6]
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Stems - Stem Anatomy
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