선인장은 어떻게 사막에서 버티는지 궁금합니다.

Question

사막은 비가 자주 오지 않는 환경이고 엄청 뜨겁고 건조한 환경인데 선인장은 어떤 방식으로 어떻게 이런 환경에서 버틸 수 있는지 궁금합니다.

Answer 1

결론부터 말씀드리면 선인장은 수분 손실을 최소화하고 물을 저장하는 구조로 사막에 적응했습니다. 두꺼운 줄기에 물을 저장하고 잎 대신 가시를 발달시켜 증산을 줄이며 표면의 왁스층으로 수분 증발을 막고 밤에만 기공을 열어 이산화탄소를 흡수하는 방식으로 수분 소모를 극도로 낮춥니다. 또한 뿌리가 넓게 퍼져 적은 비도 빠르게 흡수할 수 있어 고온 건조한 환경에서도 생존이 가능한 것입니다.

Answer 2

선인장의 가장 큰 특징은 가시로 변한 잎인데 그로 인해 수분의 증발을 막았습니다.

또한 몸통을 물탱크처럼 활용해 비가 올 때 수분을 저장할 수 있는데, 많은 주름 덕분에 물의 양에 따라 몸을 부풀릴 수도 있습니다.

게다가 뜨거운 낮 대신 밤에만 숨구멍을 열어 이산화탄소를 흡수하는 CAM광합성을 하는 것 역시 사막에서 살아남기 위한 진화입니다.

그 외에도 표면의 왁스층이나 뿌리가 옆으로 넓고 얕게 뻗어 적은 양의 빗물도 빠르게 흡수하는 것 역시 사막에서 살아남기 위한 방법이죠.

Answer 3

안녕하세요.

사막은 강수량이 극히 적고 낮에는 고온이지만 밤에는 저온으로 급변하며, 강한 햇빛과 건조한 바람이 지속되는 생존에 매우 불리한 환경이라고 할 수 있습니다. 이러한 환경에서도 선인장은 다른 식물과는 구별되는 특징으로 극한 환경에 적응했는데요, 우선은 줄기가 잎의 기능을 대신하도록 진화했다는 점입니다. 일반적인 식물은 잎에서 광합성을 하고 줄기는 지지 역할을 하지만, 선인장은 잎이 가시로 퇴화하고 두껍고 다육질인 줄기가 광합성과 수분 저장을 동시에 수행합니다. 이 줄기 내부에는 점액질 성분이 풍부한 저장 조직이 발달해 있어, 한 번 내린 비를 빠르게 흡수해 장기간 보관할 수 있습니다. 실제로 선인장은 몸무게의 상당 부분이 물로 이루어져 있으며, 수개월 이상 비가 오지 않아도 생존할 수 있습니다.

또한 잎이 가시로 변했다는 특징을 갖는데요 잎은 식물에서 수분 증산이 가장 활발한 기관인데, 선인장은 잎을 거의 완전히 없애고 가시로 바꾸면서 수분 손실을 극단적으로 줄였습니다. 이 가시는 단순한 퇴화 산물이 아니라, 초식 동물로부터 몸을 보호하고, 일부 가시는 미세한 그늘을 만들어 줄기 표면 온도를 낮추는 역할도 합니다. 또한 이른 아침에는 공기 중의 이슬을 응결시켜 줄기 쪽으로 물을 유도하는 효과도 보고되어 있습니다. 감사합니다.