솔방울 비늘이 대기 중의 수분을 흡수하거나 잃을 때 표면의 팽창과 수축률 차이로 인해 구부러지는 원리는 무엇인가요?

Question

숲속에 떨어진 솔방울은 비가 오거나 습도가 높은 날에는 비늘을 닫고 있다가, 건조하고 맑은 날이 되면 활짝 펴서 씨앗을 멀리 날려 보냅니다. 솔방울 비늘이 대기 중의 수분을 흡수하거나 잃을 때 표면의 팽창과 수축률 차이로 인해 구부러지는 원리는 무엇인가요?

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

솔방울은 이미 죽은 세포 조직으로 구성되어 있지만, 비늘의 이중층 구조와 수분을 만났을 때의 세포벽 팽창률 차이 덕분에 날씨에 따라 스스로 오므라들었다 펴기는 현상이 나타납니다.

솔방울 비늘의 바깥층은 수분을 흡수하면 길이 방향으로 크게 팽창하지만, 안쪽층은 길이 변화가 거의 없습니다. 따라서 비가 오거나 습도가 높으면 바깥층만 길어져 안쪽으로 휘어지면서 솔방울이 꽉 닫히게 됩니다.

반대로 날씨가 건조해지면 흡수했던 수분이 증발하면서 바깥층이 다시 수축하고, 구부러졌던 비늘이 펴지며 솔방울이 활짝 열립니다. 이 원리를 통해 솔방울은 씨앗이 물에 젖지 않도록 보호하고, 건조한 날 바람을 타고 씨앗을 멀리 퍼뜨리게 되는 것입니다.