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염생식물
염생식물(鹽生植物)은 염분이 많은 토양에서 자라는 식물이다. 염생식물은 세포 속에 염분이 많이 들어 있으며 물을 잘 흡수한다. 퉁퉁마디, 갯질경이 따위가 있다. [1]
개요[편집]
바닷가의 모래땅이나 갯벌 주변의 염분이 많은 땅에서 자라는 식물을 '염생식물'이라고 한다. 염생식물은 흡수된 염분을 배출하는 한편, 세포에 많은 물을 저장하는 저수조직의 수분으로 세포의 높은 염분 농도를 낮추어 삼투압을 조절한다. 한국의 서해 · 남해 갯벌이나 염전 주변에서 볼 수 있다.[2]
명칭[편집]
염생식물은 흔히 '바닷가 식물' 또는 '갯가 식물'이라고 부른다. 영어식 표현은 halophyte으로, 염(鹽, salt)을 뜻하는 그리스어인 'halo(salt)'와 식물을 뜻하는 그리스어인 'phyte(plant)'의 결합에 의해 만들어진 단어다. 따라서 소금기가 있는 곳에서 자라는 식물을 염생식물이라고 한다. 소금기가 있는 곳에서는 소금기 즉, 염(鹽, salt)류가 식물의 생리작용에 악영향을 끼치기 때문에 일반 식물은 생육할 수 없다.
염생식물에 대한 정의는 일반적인 명칭과 학명에서도 알 수 있다. 대표적인 염생식물인 명아주과에는 Salicornia(퉁퉁마디)속, Salsola(수송나물)속, Suaeda(나문재)속이 있다. 여기에서 'Salicornia'는 라틴어 'sal(짜다)'와 'cornu(뿔)'의 합성어로 해안에서 자라고 뿔 같은 가지가 있다는 의미다. 'Salsola'는 라틴어로 'salsus(짜다)'에서 유래하고 '해변에서 자란다'는 의미를 갖고 있다. 'Suaeda'도 '해안에서 자란다'는 것을 의미하며 아랍어로는 'suad(소다)'를 의미한다.
퉁퉁마디는 영국과 미국에서 'glasswort'라는 속명으로 불리며, 이것은 'glass'와 'wort'의 합성어로 유리를 만드는데 사용하는 잡초라는 뜻이다. 즉, 염생식물을 태운 재에서 순도가 높지 않은 천연탄산나트륨(소다)을 얻고 이를 유리 제조 공업에 사용해 왔던 것이다. 수송나물속의 영어식 속명은 'saltwort'이다.
이들 학명과 속명에서 알 수 있듯이 일반적인 염생식물의 명칭은 고래로 짜고, 해안가에서 자란다는 의미를 갖고 있었다. 퉁퉁마디의 한자식 표현은 함초인데 맛이 짜므로 소금을 의미하는 함(鹹)자가 붙은 것이다. 이와 같이 염생식물의 이름에는 동서양 모두 짜다는 의미를 기본적으로 포함하고 있다.[3]
염생식물의 이해[편집]
바닷가는 강한 바람, 날리는 바닷물과 해무, 뜨거운 햇빛, 침수, 염분 섞인 지하수 등의 영향을 늘 받는 곳이다. 이처럼 혹독한 환경에서 사는 식물은 독특한 생리적 기전을 갖추고 있다. 주로 내염성, 내건성, 내풍성으로 이런 기전은 외형적으로도 나타난다.
즉, 강한 바람에 잘 견디도록 대부분 키가 작고 옆으로 누워서 자라거나 바닥을 기며, 잎이 내륙의 같은 과 식물에 비해 두껍고 표면적이 적은 바늘 같은 모양이다. 큐틴질이 발달한 두꺼운 잎 표면은 매끄럽고 반짝거려 뜨거운 햇빛을 차단하고 증산을 억제하며 바람에 운반되는 소금기가 잎으로 침투하지 못하게 하며, 강한 바람에 조직이 손상되지 않게 보호해 준다.
또한 종에 따라 갯벌, 해안사구, 섬이나 바위가 많은 곳 등 나고 자라는 분포지를 달리하는 특성이 있다. 토양수분함량이 적은 해안사구에 사는 종은 수분을 흡수하기 위해 뿌리를 깊이 내리거나, 땅속줄기가 옆으로 뻗으면서 실뿌리를 깊이 내리는 경우가 많다. 또 섬 지역 바닷가에서 자라는 식물은 뿌리내릴 수 있는 토양을 확보하고 강한 바람에 견디기 위해 대부분 바위틈에서 번식한다.
이처럼 내륙에서는 볼 수 없고 바닷가의 소금기가 있는 토양에서 잘 자라는 식물을 염생식물(鹽生植物, halophyte)이라고 부르며, 이름 앞에 바다를 의미하는 접두어인 '갯'이 붙는 경우가 많다. 염생식물은 소금기가 있는 토양이 필요하므로 분포가 극히 제한적이고 종수도 매우 적다.
서구에서는 염생식물을 중요한 생물자원으로 인식해 자국뿐 아니라 외국 종에 대해서도 조사하고 있으며, 지구온난화와 환경파괴로 인해 토양환경에 변화가 나타나면서 염생식물의 특이한 생리적 기전을 다각도로 활용하려는 연구가 활발하다. 반면에 한국에서는 바닷가와 기수지역 등에 국한되어 분포하고 쓰임새도 많지 않았던 탓에 염생식물에 주목하지 않았으며, 1987년 이후에는 서해안 개발이 본격적으로 시작되면서 남한 전체 갯벌 면적의 약 40%에 해당하는 간척이 이루어졌고, 기수지역과 해안사구, 섬 지역도 각종 개발로 인해 환경이 파괴되면서 염생식물 자생지가 대규모로 소실되었다.
현재 전 세계적으로 알려진 염생식물은 2,000 ~ 2,600종으로 해안가(sea shore)를 포함해 건조지대(arid, desert), 반건조지대(semi-arid, semi-desert), 맹그로브(mangrove) 습지, 관목성 소택지(swamp), 초원성 염습지(salt marsh), 늪(slough) 등 다양한 염류토양환경에 분포한다.
김(1983)의 기록에 의하면 한국에서는 1983년까지 16과 39종이 알려져 있었으며, 주로 갯벌, 해안사구, 기수지역, 간척지 및 염전 주변에 분포한다. 지리적으로는 서 · 남해안의 갯벌과 해안사구, 간척지, 서해로 유입되는 강 하구의 기수지역, 동해안의 해안사구, 그리고 전국 섬 지역의 해안가에 주로 분포한다.
염생식물은 경제적 잠재성 뿐 아니라, 바닷가 생태계의 중요 종으로 보전가치가 있으나 전 세계적으로 개발에 의해 해안 환경이 파괴되면서 분포역이 감소하고 있다. 미래의 잠재적 자원인 염생식물에 대한 연구와 종 보존은 지구환경변화 시대에 또 하나의 중요한 과제다.[4]
분류[편집]
- 건염생식물(乾鹽生植物)- 소금기가 많은 곳에서 잘 자라는 식물 가운데 건조한 곳에서 자라는 식물.
- 비염생식물(非鹽生植物, glycophyte)-염류 농도에 민감하여 염류 집적이 많은 토양에서는 자라지 못하는 식물.
- 습염생식물(濕鹽生植物)- 소금기가 많은 곳에서 잘 자라는 식물 가운데 습한 곳에서 자라는 식물.[5]
큐틴질[편집]
큐틴질(cutin質)은 염생식물에서 보다 더 잘 발달된 각피의 주성분으로 지방 모양 ㆍ 납 모양의 물질로 표면을 보호하는 구실을 한다. 물에 녹지 않으며 산에도 잘 견딘다.[5]
나노필터[편집]
한편 바닷물의 물(약0.2 nm)로부터 염분 분자(3.7 nm)를 걸러낼수있는 나노미터(nm) 공극 크기를 갖는 나노격자 구조의 그래핀(Graphene)- 산화물 시트를 영국의 맨체스터 대학교의 내셔날 그래핀 연구소(National Graphene Institute)에서 나노필터로 만들어낸바있으며 이어 실용화를 연구하고있다.[5]
종류[편집]
퉁퉁마디, 갯그령(Elymus mollis), 갯질경이, 사철쑥(Artemisia capillaris), 갯씀바귀(Ixeris repens), 갯완두(Lathyrus japonicus), 갯잔디(Zoysia sinica Hance), 통보리사초(Carex kobomugi), 해홍나물(Suaeda maritima), 갯방풍(Glehnia littoralis), 서양갯냉이(Cakile edentula)등이 있다. 나무로는 맹그로브(mangrove)가 있다.[5]
염생식물의 생존 원리[편집]
간척지 토양은 일반적으로 가용성 염류와 치환성 나트륨이 과다하게 함유되어 있기 때문에 염분농도가 대단히 높으며, 일반 토양에 비해 자연 비옥도가 낮고, 염농도가 높아 작물의 발아 및 생장에 악영향을 미치게 되어 궁극적으로 생산량을 저하시킨다. 그러므로 간척지를 효율적으로 활용하기 위해서는 고염도 간척지 토양에 대한 제염이 선행되어야 하고, 토양 물리성이 개선되어야 한다.
식물의 염해기작은 과도한 염류집적에 의해 토양내 삼투압이 증가되고 이에 따라 수분흡수가 저해되어 나타나는 수분 결핍현상과 특정 이온의 비정상적 과다 흡수에 의해 나타나는 이온 특이적 효과, 그리고 이 두 가지 원인의 복합적 작용에 의한 현상으로 설명되고 있는데, 특정 이온의 영향은 이차적인 원인으로 취급되고 있다. 염농도가 어떤 한계를 넘으면 식물의 생육이 저해되는데 작물의 생육을 저해할 수 있는 한계 염농도는 식물의 종류와 상태, 그리고 온도, 습도, 풍속 등의 외부환경과 근권의 수분 포텐셜 등에 의하여 결정되며, 생육저해는 염농도가 높아질수록 커지게 된다.
염생식물은 줄기와 잎이 큰액포 중앙에 점액세포를 갖고 있으며, 세포와 점액세포 사이에 물을 저장하는 기관을 가지고 있다. 그리고 염생식물의 줄기와 잎은 다즙성이고 물을 많이 머금고 있어서, 세포액 중에서 높은 염류농도는 희석되어 염해가 방지된다. 어떤 염생식물은 염샘과 염낭을 갖고 있다. 염샘은 식물체 내부에서 외부로 K+ Na+, Ca2+, Mg+, CI-, SO42- 와 같은 염류를 배출하게 하거나, 식물체내 염류를 염낭으로 이동시켜, 정상적인 생리활동을 조장하게 한다. 다즙성이고, 염샘과 염낭이 없는 다른 염생식물은 염해를 방지하는 다른 생리기구를 통해서 염농도가 높은 곳에서도 생장할 수 있다. 최근 연구동향에 따르면, 약 1560종의 염생식물이 지구상에 존재하며, 이중 46.8%가 명아주과, 목초과, 국화과, 두과식물이다. 염생식물은 토양중 염분을 흡수하고, 식물체내에 염분을 축적시키는 Biological pump 역할을 한다. 하지만 제거 시키는 염분량은 식물 종류와 토양 층위별로 다양하다. 염해지의 염생식물은 그 환경에 적응하는 한편, 환경을 변화시키기도 한다.
갈대는 뿌리에 소금이 많지만 소금이 뿌리에서 잎으로 이동하는 것을 막는데 많은 에너지를 사용한다. 갯는쟁이는 다른 염생식물들과는 달리 몸에 수분이 적으며 흡수한 염분을 다시 염선이란 세포에 모아 식물 밖으로 내보내거나, 염선세포를 스스로 죽게 하기도 한다. 몸 표면에 있는 소금기는 비에 씻겨 내려가게 한다. 경우에 따라서 소금이 많은 잎은 낙엽으로 떨어뜨려 염분을 밖으로 내보낸다. 퉁퉁마디나 칠면초는 세포의 특수 부위인 액포에 많은 물과 함께 저장한다.
그러면 소금은 생물의 몸 안에서 어떠한 일을 할까? 어느 정도의 소금은 대부분 생물에 있에 생체기능을 유지하는데 꼭 필요하고 생물종마다 적정 농도는 다르다. 그런데 아직도 풀리지 않은 물음 가운데 하나는 생물이 바다에서 태어났으므로 바닷물에 많은 나트륨(Na)을 생리 작용에 이용하는 것이 유리한데도 불구하고 왜 구태여 많은 에너지를 들여 나트륨(Na)을 내보내고 대신 칼륨(K)을 이용하는가이다. 바다에 사는 어패류의 몸 안에는 소금이 바닷물보다 적은데 아마도 회를 먹어본 사람이라면 어느 물고기도 짜지 않다는 것을 알고 있을 것이다. 어패류 또한 몸 안에 적은 양의 소금을 유지하기 위해서는 계속 내보내면서 많은 에너지를 쓴다. [6]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈염생식물〉, 《네이버국어사전》
- 〈염생식물〉, 《신비한 식물의 세계》
- 〈염생식물〉, 《한국의 염생식물》
- 〈염생식물의 이해〉, 《한국의 염생식물》
- 〈염생식물 생존의 원리〉, 《바다살리기 국민운동본부》, 2011-08-17
- 〈염생식물〉, 《위키백과》
같이 보기[편집]
