우과나무
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1. 개요
우과나무(Idiospermum australiense)는 "바보 열매"라는 뜻의 이름을 가진 상록 활엽수로, 호주 퀸즐랜드 북동부의 열대 우림 저지대에 제한적으로 분포한다. 높이 25m까지 자라며, 독특한 씨앗과 꽃 구조를 가진다. 꽃은 자웅이숙 식물로, 곤충에 의해 수분되며, 열매는 현화 식물 중 가장 큰 배아를 가진다. 이 종은 멸종된 것으로 여겨졌으나, 1970년대에 재발견되었으며, 현재는 제한적인 서식지 보호를 받고 있다.
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| 우과나무 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| 상태 | 관심 필요 |
| 상태 기준 | QLDNCA |
| 속 | 우과나무속 (Idiospermum) |
| 종 | 우과나무 (Idiospermum australiense) |
| 명명자 (속) | S.T.Blake |
| 명명자 (종) | (Diels) S.T.Blake |
| 학명 | Idiospermum australiense |
| 아과 | 우과나무아과 (Idiospermoideae) |
| 아과 명명자 | Thorne, 1974 |
| 속 명명자 | S.T.Blake, 1972 |
| 이명 | Calycanthus australiensis Diels |
| 영어 이름 | idiot fruit (이디엇 프루트) |
2. 이름
한자어 "우과(愚果)"와 영어 일반명칭인 idiot fruit|이디엇 프루트영어는 모두 "바보 열매"라는 뜻이다.
''Idiospermum australiense''는 높이 약 25m까지 자라는 상록수 활엽수이다. 잎은 단엽으로 마주나며(대생), 털이 없다(무모).
속명 ''Idiospermum''은 고대 그리스어로 "개성" 또는 "특이성"을 의미하는 ἴδιος|이디오스grc(''idios'')와 "씨"를 뜻하는 σπέρμα|스페르마grc(''spérma'')에서 유래했으며, 이는 열매의 독특한 특성을 나타낸다. 일반명칭인 "idiot fruit"는 속명을 잘못 번역한 것이다.
종소명 ''australiense''는 "오스트레일리아의"를 뜻하는 라틴어이다.
3. 형태
꽃의 모든 기관(포, 화피, 수술, 헛수술, 심피)은 나선형으로 배열되며, 꽃받침과 꽃잎의 구분이 뚜렷하지 않다.
열매는 식물학적으로 장과에 해당하며, 독특하게도 배아를 둘러싼 모든 층이 어미 나무에 달린 채로 썩어 없어진다. 따라서 나무에서 떨어지는 것은 높이 약 5cm, 지름 약 6cm 크기의 매우 큰, 헐벗은 식물 배아이다. 이는 현화 식물 중 가장 큰 배아로 알려져 있으며, 대부분의 현화 식물이 하나 또는 두 개의 자엽을 갖는 것과 달리 여러 개의 자엽을 가진다는 특징이 있다.
3. 1. 식물체
''Idiospermum australiense''는 뚜렷한 진화적 중요성과 매우 독특한 열매와는 대조적으로 전체적인 외관은 다소 평범하다. 높이가 약 25m까지 자라는 상록수 활엽수이며, 최대 가슴높이 지름(DBH)은 약 60cm이다. 잎은 단엽(엽이나 분열이 없음), 대생이며 무모(털이 없음)이다. 잎의 크기는 최대 24cm 길이에 10cm 폭이며, 7−10 쌍의 측맥을 가지고 있다. 잎은 길이가 10mm 에서 25mm인 잎자루에 붙어 있으며, 잎몸은 강한 광원 아래에서 수많은 '기름점' 또는 투명선(작고 투명한 반점)을 보인다.
3. 2. 꽃
꽃은 단독으로 피거나 원추화서를 이루며, 끝부분 또는 잎 겨드랑이에서 생성된다. 꽃자루가 없는 무병이며 완전히 피었을 때 너비는 약 2cm이다. 모든 꽃 기관, 즉 포, 화피, 수술, 헛수술, 심피는 나선형으로 배열되어 있으며, 꽃받침과 꽃잎 사이에는 뚜렷한 구분이 없다. 화피는 꽃 하나당 최대 52개로 수가 많다. 수술은 13개에서 15개이며, 꽃받침통의 입구를 향해 앞으로 굽어 있다. 암술머리는 수술과 헛수술보다 훨씬 아래에 위치한다.
심피(꽃의 암컷 부분으로 꽃가루를 받아 열매를 생산)의 형태는 데인트리 강 북쪽 개체군과 케언즈 남쪽 개체군 간에 차이가 있다(분포 및 서식지 참조). 북쪽 개체군에서는 절반 이상이 심피(씨방을 포함하는 구조)가 없는 것으로 밝혀졌으며, 나머지는 하나 또는 (매우 드물게) 두 개의 심피를 가지고 있다. 반면, 남쪽 개체군의 모든 개체는 적어도 하나의 심피를 가지고 있으며, 대부분은 두 개를 가지고 있고, 일부는 최대 다섯 개까지 가지고 있다.
리본우드의 개화 시기는 남부 지역에서는 5월 초부터 6월 중순까지, 북부 지역에서는 6월부터 9월 중순까지이다. 이 종은 자웅이숙 식물로, 꽃이 처음에는 암컷 기능을 하고 나중에는 수컷 기능을 한다. 꽃의 수명은 10일에서 16일 사이다. 처음에는 수술과 헛수술(수술 사이의 불임 부속물)이 암술머리에 접근할 수 있도록 열려 있어 수분이 가능하다. 2~3일 후 수술이 닫히기 시작하여 암술머리로의 접근을 막는다. 동시에 꽃밥이 열리면서 꽃은 수컷 기능을 하게 된다. 이 과정에서 화피는 색깔이 변하는데, 꽃이 처음 열릴 때는 크림색 흰색을 띠다가 과정이 끝날 때쯤에는 붉은색으로 어두워진다. 개화 기간 동안 나무 한 그루에는 다양한 발달 단계의 꽃들이 함께 달릴 수 있다.
3. 3. 열매
열매는 식물학적으로 장과(단일 꽃의 단일 씨방에서 파생된 열매)이며, 다른 종들과 달리, 과육 바깥층과 씨앗의 단단한 외피를 형성하는 층을 포함하여 배아를 둘러싼 모든 층이 어미 나무에 있는 동안 썩어 없어진다. 따라서 나무에서 떨어지는 것은 높이가 약 5cm, 지름이 6cm인 매우 큰 헐벗은 식물 배아이다. 이것은 현화 식물 중 가장 큰 배아로 알려져 있다.
우과나무의 또 다른 독특한 특징은 열매에 여러 개의 자엽(씨앗 내의 배아 잎)이 있다는 점이다. 다른 모든 현화 식물은 하나 또는 두 개의 자엽을 가지고 있다.
4. 생태
(내용 없음)
4. 1. 개화 및 수분
리본우드의 개화 시기는 지역에 따라 차이가 있어, 남부 지역에서는 5월 초부터 6월 중순까지, 북부 지역에서는 6월부터 9월 중순까지 꽃이 핀다. 이 식물은 자웅이숙으로, 하나의 꽃이 처음에는 암꽃의 기능을 하고 시간이 지나면 수꽃의 기능을 한다. 꽃 한 송이의 수명은 10일에서 16일 정도이다.꽃이 처음 필 때는 수술과 그 사이의 생식 능력 없는 부속물이 암술머리에 접근할 수 있도록 열려 있어 수분이 가능하다. 하지만 2~3일이 지나면 수술이 점차 닫히면서 암술머리로의 접근을 막는다. 이와 동시에 꽃밥이 터지면서 꽃가루를 방출하여 수꽃의 기능을 수행하게 된다. 이 과정에서 꽃받침의 색깔도 변하는데, 처음에는 크림색에 가까운 흰색이었다가 점차 붉은색으로 짙어진다. 개화 기간 동안 한 나무에는 여러 발달 단계에 있는 꽃들이 함께 피어 있을 수 있다.
꽃의 향기와 색깔은 다양한 곤충들을 유인하는데, 주로 딱정벌레류와 총채벌레가 많이 모여든다. 이 곤충들은 거미나 개미와 같은 포식자들을 다시 유인하기도 한다. 수분은 주로 딱정벌레와 총채벌레에 의해 이루어지는 것으로 보인다. 이 곤충들이 먼저 수꽃 단계의 꽃을 방문하여 꽃가루를 몸에 묻힌 뒤, 암꽃 단계의 꽃으로 이동하여 꽃가루를 옮겨주면 수분이 완료된다.
4. 2. 종자 확산
씨앗의 크기가 매우 커서 씨앗을 먹고 퍼뜨리는 동물은 없다. 큰 과일을 삼키는 것으로 알려진 남부화식조조차 이 씨앗을 먹지 않는다. 또한 씨앗은 소에게 매우 독성이 강하며(발견, 상실, 재발견 참조), 다른 동물에게도 독성이 있을 가능성이 높다.5. 분포 및 서식지
우과나무(''Idiospermum australiense'') 개체군이 차지하는 면적은 총 22.5km2에 불과하다. 주요 개체군은 두 곳으로 나뉜다. 첫 번째 개체군은 케언스에서 남쪽으로 약 50km 떨어진 러셀강과 그 지류 근처에 있으며, 이곳은 Diels가 처음 표본을 채취한 장소이다. 다른 개체군은 케언스에서 북쪽으로 약 120km 떨어진 곳으로, 케이프 트리뷸레이션에서 남쪽으로 약 10km 떨어진 쿠퍼 크릭과 노아 크릭 지역에 있다.
두 지역 모두 강우량이 연간 3000mm 이상이고 충적토로 이루어진, 비를 끌어들이는 높은 산기슭의 열대 우림 저지대라는 공통점을 가진다. 우과나무 씨앗은 오직 중력에 의해서만 퍼지기 때문에, 이 종의 분포는 주로 해안 방향으로만 확장되는 경향이 있다.
6. 계통 분류
우과나무는 1902년 독일의 식물학자 루트비히 딜스가 처음 받침꽃과(Calycanthaceae)의 자주받침꽃속( ''Calycanthus'' )에 속하는 ''Calycanthus australiensis''라는 학명으로 기재하였다. 이는 그가 1902년 6월, 현재 이 종의 개화 절정기로 알려진 시기에 직접 수집한 표본에 근거한 것이었다. 하지만 당시 그는 준비가 부족하여 땅에 떨어진 꽃과 잎이 달린 가지만 수집할 수 있었다. 딜스는 열매 표본과 나무에 달린 꽃을 찾지 못해 기재 내용이 불완전함을 아쉬워했으며, 완전한 표본이 없어 기재까지 10년을 기다렸다고 언급했다. 그의 논문 "Über primitive Ranales der australischen Flora"는 표본 수집 후 약 10년이 지난 1912년에 ''Botanische Jahrbücher für Systematik, Pflanzengeschichte und Pflanzengeographie'' 저널에 게재되었다.[3]
1972년, 호주의 식물학자 스탠리 새처 블레이크는 퀸즐랜드 허베리엄 기고(Contributions from the Queensland Herbarium) 저널에 이 종에 대한 완전한 설명을 발표하면서, 새로운 우과나무과(Idiospermaceae)와 우과나무속(''Idiospermum'')을 제안하며 ''Idiospermum australiense''로 재분류하였다.
그러나 2003년 발표된 APG II 분류 체계 및 그 이후의 APG III(2009년), APG IV(2016년) 분류 체계에서는 우과나무과를 독립된 과로 인정하지 않고, 우과나무속을 다시 받침꽃과 아래에 분류하였다.[3][4][5] 현재는 이 분류가 널리 받아들여지고 있다.
딜스가 수집하여 베를린으로 옮겼던 원래의 기준 표본은 1943년 폭격으로 소실되었다. 이후 이 종이 재발견될 때까지 대체 표본(신기준 표본) 지정이 이루어지지 못했다가, 1998년 호주 식물학자 스튜어트 워보이스가 딜스가 처음 표본을 채집했던 지역과 동일한 곳에서 새로운 표본을 수집하여 신기준 표본으로 지정하였다.
7. 발견, 상실, 재발견
이 종을 처음 발견한 유럽계 호주인은 1800년대 후반, 이니스페일과 케언스 사이의 저지대 숲에서 일하던 벌목꾼들이었다. 이 소식은 독일 식물학자 루트비히 디엘스의 관심을 끌었고, 그는 1902년에 직접 표본을 채집하기 위해 해당 지역을 방문했다. 디엘스는 6월에 도착했는데, 이는 현재 이 종의 개화기 절정으로 알려진 시기였다. 하지만 그는 꽃이 나무 꼭대기에서 피기 때문에 신선한 꽃을 얻지 못했고, 땅에 떨어진 꽃과 잎이 달린 가지만 수집하는 데 그쳤다. 결정적으로 열매는 채집하지 못했다.
디엘스는 수집한 표본을 베를린으로 가져갔지만, 불완전한 채집에 실망하여 수년간 잊고 지냈다. 그는 표본을 수집한 지 약 10년 후인 1912년에야 ''Botanische Jahrbücher für Systematik, Pflanzengeschichte und Pflanzengeographie'' 저널에 ''Über primitive Ranales der australischen Flora''라는 제목의 논문을 발표하며 이 종을 ''Calycanthus australiensis''로 처음 기술했다. 그는 논문 서문에서 열매 표본과 나무에 달린 꽃을 찾지 못해 기술이 불완전함을 안타까워하며, 완전한 표본 세트가 없어 기술 발표까지 10년을 기다렸다고 언급했다. 디엘스가 논문을 발표할 당시, 그는 이 종이 희귀하며 자신이 유일한 표본을 가지고 있다고 생각했다. 그러나 그가 표본을 채집했던 저지대 숲은 사탕수수 농장 개발을 위해 개간되어 1920년대에는 사라지고 말았다. 이로 인해 이 종은 이후 60년 동안 멸종된 것으로 여겨졌다.
설상가상으로, 디엘스가 수집하여 베를린에 보관했던 원래의 기준 표본은 1943년 제2차 세계 대전 중 폭격으로 소실되었다. 따라서 대체 표본(신표본)을 지정해야 했지만, 이는 종이 재발견될 때까지 이루어지지 못했다.
이 종의 재발견은 극적인 계기로 이루어졌다. 1971년, 데인트리 강 북쪽 카우 베이 지역의 농장주 존 니콜라스는 자신의 소 몇 마리가 갑자기 경련을 일으키며 죽자 독살을 의심하고 경찰에 신고했다. 조사에 나선 정부 수의사 더그 클레이그는 죽은 소의 위에서 크고 알려지지 않은 씨앗을 발견했고, 이 씨앗이 농장의 특정 나무에서 떨어진 것임을 확인했다. 클레이그는 씨앗과 나무에서 채취한 꽃을 퀸즐랜드 허바리움으로 보내 동정을 의뢰했다. 그곳에서 식물학자 스탠리 대처 블레이크는 꽃을 보고 오랫동안 멸종된 것으로 알려졌던 ''Calycanthus australiensis''임을 직감했다.
블레이크는 이 식물에 대한 상세한 연구를 위해 직접 농장을 방문하여 농장과 인근 시냇가의 남은 숲에서 표본을 수집했다. 렌 웹과 CSIRO 열대우림 생태 연구 부서의 제프 트레이시, 그리고 애서턴의 연방 임업 및 목재국 소속 버나드 하이랜드 등 다른 연구자들도 카우 베이와 케이프 트리뷸레이션 사이의 또 다른 유역인 노아 크릭 지역에서 추가 표본을 수집했다. 블레이크는 열매와 꽃 표본을 면밀히 조사하고 나무의 크기 등을 종합적으로 검토한 결과, 이 식물이 기존의 ''Calycanthus'' 속과는 다르다는 결론을 내렸다. 그는 1972년 ''퀸즐랜드 허베리엄 기고''(Contributions from the Queensland Herbarium) 저널에 이 식물을 위한 새로운 속 ''Idiospermum''과 새로운 과 Idiospermaceae를 설정하여 완전한 설명을 발표했다. 현재는 Idiospermaceae 과 대신 칼리칸투스과에 속하는 것으로 널리 받아들여지고 있다.
한편, 소실된 기준 표본을 대체할 신표본은 1998년에 호주 식물학자 스튜어트 워보이스가 디엘스가 처음 표본을 채집했던 것과 같은 지역에서 수집한 표본으로 지정되었다.
8. 보존
이 종은 매우 제한적인 서식지를 가지고 있고 과거 서식지의 상당 부분을 잃었지만, 현재 서식하고 있는 지역은 보호를 받고 있다. 따라서 퀸즐랜드 환경과학부는 이 종을 관심대상으로 분류한다. 2023년 4월 9일 현재, 국제 자연 보전 연맹(IUCN)의 평가를 받지 않았다.
참조
[1]
간행물
Aliso 8(2): 175
1974
[2]
간행물
Contributions from the Queensland Herbarium 12: 4–5
1972
[3]
저널
An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG II
https://academic.oup[...]
2003
[4]
저널
An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III
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2009
[5]
저널
An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV
https://academic.oup[...]
2016
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