식물이 뿌리에서 흡수한 물을 높은 나무 꼭대기까지 끌어올릴 수 있는 원리를 잎의 증산 작용과 물 분자의 응집력을 통해 설명해 주세요.

Question

식물이 뿌리에서 흡수한 물을 높은 나무 꼭대기까지 끌어올릴 수 있는 원리를 잎의 증산 작용과 물 분자의 응집력을 통해 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

식물이 거대한 나무 꼭대기까지 중력을 거슬러 물을 끌어올릴 수 있는 이유는 증산 작용과 물 분자의 응집력에 의한 현상 때문입니다. 잎 뒷면에 있는 기공을 통해 내부에 있던 물이 수증기 형태로 공기 중에 날아가면, 잎 세포 속의 수분량이 줄어들면서 잎맥의 물관에 있는 물을 세게 끌어당기는 압력이 발생하여 물을 위로 끌어 올릴 수 있습니다.

또한, 물 분자들은 수소 결합에 의해 서로를 매우 강하게 잡아당기는 성질을 가지고 있어 뿌리부터 잎까지 이어지는 수십 미터의 물기둥이 중간에 끊어지지 않고 하나로 연결 될 수 있습니다. 물 분자는 식물의 물관 벽과도 서로 붙으려는 힘을 가지는데, 이 부착력이 중력에 의해 물기둥이 아래로 쏟아지지 않도록 떠받쳐 주는 버팀목 역할을 해 줍니다.

결과적으로 뿌리에서 삼투 현상을 통해 물을 흡수하여 줄기의 물관으로 보내면 줄기에서는 물 분자들의 응집력과 부착력을 통해 긴 물기둥을 형성하고 잎에서 증산작용이 일어나면, 바로 아래에 연결되어 있던 물 분자가 응집력에 의해 연쇄적으로 위로 끌려 올라갑니다.