안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
식물의 체관을 통한 유기 영양분의 이동 원리는 압류설로 설명됩니다. 잎과 같은 공급원에서 광합성으로 합성된 포도당은 이동에 유리한 설탕 형태로 전환된 뒤, 에너지를 사용하는 능동수송을 통해 체관 안으로 강하게 축적됩니다. 체관 내부의 설탕 농도가 급격히 높아지면 삼투 현상에 의해 인접한 물관으로부터 대량의 물이 체관 안으로 유입됩니다. 세포벽에 둘러싸인 체관으로 물이 들어오면서 공급원 근처의 체관 내부 수압(팽압)이 매우 높게 형성됩니다. 반면, 영양분을 소비하거나 저장하는 뿌리나 열매 같은 수용원 부근에서는 설탕이 지속해서 빠져나가기 때문에 용질 농도와 수압이 낮은 상태로 유지됩니다.
이처럼 공급원의 높은 수압과 수용원의 낮은 수압 사이에 형성된 압력 차이에 의해, 체관 내부의 수액은 높은 곳에서 낮은 곳으로 물이 흐르듯 수용원을 향해 일괄적으로 밀려 나갑니다. 수용원에 도달한 설탕이 체관 밖으로 하차하면 삼투압이 낮아져 유입되었던 물은 다시 물관으로 돌아가 재순환합니다.
결국 식물은 당을 체관에 밀어 넣는 데에만 에너지를 사용하고, 유기 영양분의 실제 장거리 이동은 삼투압과 수압 차이라는 효율적인 물리적 메커니즘을 활용해 이루어냅니다.