툰드라 지역에 있는 식물들은 왜 대부분 크기가 작은 것인가요?
툰드라 다큐를 보다보니 툰드라 지역에 있는 식물들은 대부분 크기가 작은 것들로 이루어져서
어떤 수풀 같은 것이 없는 것 같습니다
툰드라의 기후 특성상 크기가 큰 식물들은 자라지 못하는 구조인가요?
툰드라에는 왜 작은 식물들이 대부분 서식하게 된 것인가요?
안녕하세요.
질문해주신 것처럼 툰드라 지역에 분포하는 식물들이 대부분 크기가 작은 것은 툰드라의 극한 환경에 대한 장기간의 진화적 적응 결과입니다. 툰드라 지역의 가장 핵심적인 환경 특징은 연중 낮은 기온과 매우 짧은 생장 기간인데요, 툰드라는 북극권이나 고산 지대에 분포하며, 연평균 기온이 영하에 가깝고 여름조차도 기온이 낮아 식물이 실제로 성장할 수 있는 기간은 보통 6~10주 정도에 불과합니다. 키가 큰 식물이나 나무는 줄기와 가지, 목질 조직을 형성하는 데 오랜 시간과 많은 에너지가 필요하지만, 툰드라에서는 이러한 구조를 충분히 형성하기 전에 다시 혹독한 겨울이 찾아옵니다. 따라서 짧은 시간 안에 생애 주기를 완성할 수 있는 소형 식물만이 살아남을 수 있었고, 이것이 오랜 시간에 걸쳐 선택되었습니다.
또한 두 번째로 중요한 요인은 영구동토층인데요, 툰드라 토양의 지표 아래에는 연중 녹지 않는 얼음층이 존재하며, 여름에도 표면에서 수십 센티미터 정도만 녹습니다. 이 때문에 뿌리를 깊게 뻗는 것이 거의 불가능합니다. 나무나 큰 관목은 안정적인 지지를 위해 깊고 넓은 뿌리 구조가 필요한데, 툰드라에서는 토양이 얕고 배수가 불량해 이러한 구조를 유지할 수 없습니다. 반면 이끼, 지의류, 초본식물처럼 얕은 뿌리 또는 뿌리 없이도 생존 가능한 식물은 이러한 토양 조건에 훨씬 잘 적응할 수 있는 것입니다. 감사합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
툰드라는 극심한 추위, 영구동토층, 짧은 생장기간 떄문에 뿌리를 깊게 못 내리고 에너지를 아껴야해서 키가 큰 식물은 못자라고 작은 식물만 살아남는다고 합니다.
감사합니다.
툰드라 식물들이 크기가 작은 가장 큰 이유는 영구동토층으로 인해 뿌리를 깊게 내릴 수 없는 물리적 환경과 강한 바람으로부터 자신을 보호하기 위한 생존 전략 때문입니다. 지표면 아래가 일년 내내 얼어 있는 영구동토층은 식물의 수직 성장을 억제하며, 겨울철의 극심한 추위와 초속 수십 미터에 달하는 강풍은 키가 큰 식물의 조직을 쉽게 파괴하거나 체온을 뺏어 고사시킵니다. 따라서 이곳의 식물들은 지표면에 최대한 밀착하여 자람으로써 지열을 이용하고 바람의 저항을 최소화하며, 짧은 여름 동안 제한된 양양분을 효율적으로 사용하여 빠르게 번식하는 저에너지 생존 방식을 선택하게 된 것입니다. 툰드라의 척박한 토양은 영양분 순환이 매우 느려 대형 목본류가 자라기에 적합하지 않으며, 결과적으로 지류나 이끼류 그리고 키가 작은 관목 위주의 독특한 식생 구조를 형성하게 되었습니다.
나름 생존을 위한 적응의 결과입니다.
특히 툰드라의 매서운 바람에 꺾이지 않도록 지면에 최대한 밀착해 자라는데, 태양열로 데워진 지표면의 열을 이용할 수도 있고, 여름이 2~3개월뿐이라 키를 키울 에너지로 빠르게 꽃과 씨앗을 만들어 번식을 하는 것입니다.
또한 땅속이 얼어 있는 영구 동토층이라 뿌리를 깊게 내릴 수 없을 뿐만 아니라 추위로 미생물 분해가 느려 토양에 영양분이 매우 적습니다.
결국 많지 않은 에너지를 가장 효율적으로 사용하여 번식하고 동시에 혹독한 환경에서 살아남기 위한 진화인 셈입니다.