학문
식물이 계절이 바뀌는 것을 어떻게 인식하나요?
봄과 가을에 따라 성장이나 개화 시기가 달라지는 식물은 주변 환경의 어떤 변화들을 감지하는 건가요? 이러한 정보들이 식물 내부에는 어떤식으로 활용되는지 의견 부탁드립니다.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 가을이오면님. 이중철 전문가입니다.
우선, 식물은 우리처럼 달력을 보는 대신 빛의 길이, 온도 변화, 낮과 밤의 리듬을 조합해서 계절을 판단하고 있어요. 특히 봄과 가을처럼 개화 시기가 달라지는 식물은 낮의 길이와 기온 변화를 중요한 신호로 사용하고, 그 정보를 잎과 줄기에서 유전자 발현으로 바꿔 꽃을 피우거나 성장을 멈춘답니다.
1. 무엇을 감지하나요?
식물에게 가장 중요한 신호는 낮의 길이, 즉 광주기인데요.
식물은 피토크롬 같은 빛 감지 단백질과 생체시계를 이용해 밤이 길어졌는지, 낮이 길어졌는지를 판단하고 있어요.
두 번째는 온도 변화입니다.
기온이 내려가면 겨울이 가까워졌다고 인식하고, 기온이 오르면 성장과 개화 타이밍을 앞당기거나 조절하는 것이지요. 세 번째는 빛의 양과 질입니다.
태양광의 적색과 원적색광 비율도 계절에 따라 달라져서, 식물은 이를 통해 환경 변화를 더 정교하게 읽는답니다.
2. 식물 내부에서는 어떻게 쓰이나요?
이 정보는 잎에서 먼저 감지된 뒤, 식물 내부의 신호로 바뀌게 되는데요. 대표적으로 FT 유전자와 플로리겐이 개화 신호를 전달하는데, 잎에서 만들어진 신호가 줄기를 따라 생장점으로 이동해 꽃을 피우라는 명령을 내리고 있어요. 즉, 식물은 바깥 온도와 빛 정보를 그냥 느끼는 데에서 끝나지 않고, 이를 유전자 발현과 호르몬 신호로 바꾸어 실제 행동인 발아, 생장, 개화, 휴면을 조절하고 있답니다.
3. 왜 봄과 가을 반응이 다르나요?
봄에는 낮이 길어지고 기온이 오르면서 성장과 개화에 유리한 신호가 많아져요.
가을에는 낮이 짧아지고 온도가 떨어져서, 식물은 번식이나 저장, 휴면 쪽으로 반응을 바꾸는 경우가 많아요..
그래서 어떤 식물은 봄에 피고, 어떤 식물은 가을에만 꽃을 피우며, 이는 단순한 기분이 아니라 종마다 정해진 환경 반응 프로그램이라고 보면 되는 것이랍니다.
정리하자면,
식물은 계절을 빛의 길이, 온도, 빛의 질로 읽고, 그 정보를 피토크롬, 생체시계, FT/플로리겐 같은 내부 신호로 바꿔 성장과 개화 시기를 조절하는 것이랍니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
식물은 빛과 온도 그리고 내부 호르몬의 상호 작용으로 계절의 변화를 감지합니다.
식물이 계절의 변화를 알아차리는 핵심 두가지는 먼저 말씀드린 빛과 온도입니다.
특히 식물에게 가장 정확한 달력 역할을 하는 것이 바로 낮과 밤의 길이 변화입니다. 식물은 낮의 길이, 좀 더 정확히는 연속된 밤의 길이를 분 단위로 측정할 수 있는 능력이 있습니다.
그리고 봄의 따뜻함이나 겨울의 추위를 감지하는데, 특히 어떤 식물들은 일정 기간 이상의 추위가 있어야만 봄에 꽃을 피울 수 있는 능력이 생기는데, 이를 춘화현상이라 합니다.
그리고 이러한 외부 정보는 식물 내부의 화학적 신호로 변환되어 성장을 조율하게 됩니다.
대표적으로 식물의 잎에는 피토크롬과 크립토크롬이라는 일종의 빛을 감지하는 단백질이 있는데, 이 단백질이 낮 동안 적색광을 흡수하고, 밤이 되면 구조가 변하면서 밤의 길이를 측정하는 것입니다.
또 이 단백질에서 받은 신호를 바탕으로 꽃을 피울 때가 되었다 판단되면 잎에서 FT 단백질(Flowering Locus T)이라는 신호 물질을 만들어내는데 영문으로 적어드린 이름에서 알 수 있듯 꽃을 피우는 호르몬인 플로리겐의 시작점이죠.