증산작용과 식물의 수분 수송

소개

세콰이아와 같이 100m가 넘는 나무 꼭대기까지 물이 이동할 수 있는 원동력이 무엇일까? 이 질문에 대한 물관부 수분수송의 원리에 대해 여러 가능성을 살펴보고 타당한 원리를 찾아보았다. 또한 100m가 넘는 식물의 물관부를 통한 수분 수송에 있어서 증산작용의 역할에 대해 그 의의를 살펴본다.

목차

물이 100m가 넘는 나무꼭대기까지 어떻게 올라갈까?

(1) 세상에서 가장 키가 큰 나무는?
(2) 도대체 어떻게 수분이 이렇게 높은 곳까지 운반될 수 있을까?
* 가능성 하나 : 뿌리압
* 가능성 둘 : 모세관 현상에 의한 수분상승
* 가능성 셋 : 응집력(-장력)설
(3)식물의 물의 이동에 있어서 증산작용

본문내용

물이 100m가 넘는 나무꼭대기까지 어떻게 올라갈까?
(1) 세상에서 가장 키가 큰 나무는?
미국 켈리포니아주 레드우드 국립공원에 있는 아메리카삼나무(세콰이아). 키는 약111m. 삼나무는 미국 북서부 지역에서 가장 키 큰 생물로 수명이 2,000년 정도인 삼나무는 하루 수천ℓ의 물을 소비하는데 대부분 뿌리로 빨아들고 일부는 나무 주위의 안개에서도 흡수한다. 하지만 레드우드 국립공원에는 높이가 100m가 넘는 아메리카삼나무들이 아주 많기 때문에 가장 키 큰 나무가 바뀌는 것은 시간문제다.
한편 호주 바우바우산의 유칼리나무는 1885년 당시 1백43m였다고 한다.
(2) 도대체 어떻게 수분이 이렇게 높은 곳까지 운반될 수 있을까?
세콰이아의 경우 지상으로부터 꼭대기까지 물을 끌어올리려면 수분 운반경로의 내부저항을 감안할 때 약 22기압의 압력이 필요하다. 이 지구상의 대기압(1기압)으로는 가장 좋은 흡입펌프를 사용할지라도 물을 10.3 미터 이상은 끌어올리지 못한다. 그렇다면 물관부를 통한 수분을 수송시키는 힘은 무엇일까?
* 가능성 하나 : 뿌리압 - 물을 충분히 준 식물에서 토양 위 부분의 줄기를 자르면 절단된 부위로부터 물관부 액이 스며 나온다. 물관부에 존재하는 양의 값의 압력으로 배출을 유도하는 힘<수액 상승에 충분할까?>

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참고자료

· 식물생리학, W.G.홉킨스, 권덕기 역, 을유문화사