식물은 어떻게 낮과 밤에 자거나 잎을 틔우고 음직이나요?
식물은 자귀나무의 경우 낮에 꽃이 붉어지고 잎을 틔우거나 활기있는 모습이 드러나요.
밤에는 꽃과 잎의 색이 달리지고 처져서 자는 모삽같아요.
다른 식물들은 낮이나 밤이나 잎을 틔우고 펼치는 모습이 항상 비슷하더라고요.
식물들은 어떻게 낮에는 햇빛을 받지만 밤에는 깜깜하고 숲속에서는 달과 별밖에 없는 하늘을 봐도 가만히 있지만 산책로에서는 전등을 봐요.
어떤 점에서 활동하는 차이가 있나요?
안녕하세요.
식물은 낮과 밤의 길이를 감지하여 계절의 변화를 인식하고 이에 맞춰 생장 패턴을 조절합니다. 이런 반응을 통해 식물은 꽃을 피우거나, 잎을 펼치거나, 휴면 상태로 들어가는 등 다양한 생물학적 과정을 적절한 시기에 실행합니다. 식물이 밤에 잎을 접거나 꽃을 닫는 것은 나잇별 움직임의 일종으로, 이는 주로 온도와 빛의 변화에 반응하는 것입니다. 이 움직임은 식물의 종류에 따라 다르며, 일반적으로는 밤이 되면 온도가 낮아지고 습도가 높아지는 것에 반응하여 발생합니다. 또 식물은 내부적으로 생물학적 시계를 가지고 있어, 이 시계가 환경의 광주기 변화와 동기화됩니다. 이 시계는 식물이 낮과 밤의 변화에 적절히 반응할 수 있도록 도와줍니다. 일정한 시간에 광합성을 하거나, 호흡을 조절하거나, 물과 영양분을 효율적으로 사용하는 것 등이 포함됩니다.안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
특정 식물들이 빛을 향해서 굽어 자라는 것과 다르게,
빛의 유무나 자극에 따라 잎 자체를 접었다 펼 수 있는 종들이 있습니다.
각 종에서 나타나는 특이한 속성입니다.
특히 미모사가 잎을 접었다 펼 수 있는 식물로 유명한데요.
사진으로 보여주신 자귀나무도 미모사아과에 속하는 식물로
잎을 접었다 펼 수 있는 능력이 있는 종입니다.
미모사처럼 접촉에 의해 민감하게 반응하여 접지는 않지만
낮과 밤에 따라 잎을 접고 펴서 빛이 많은 낮에 빛을 많이 받아들이고 빛이 없는 밤에는 잎을 접어서 보호합니다.
이들이 잎을 접었다 펼 수 있는 방법은 잎의 연결부에 있는 세포에서 특이한 작용이 일어나기 때문입니다.
식물의 세포는 세포벽이 있고 물을 흡수하면 세포가 부풀며 밀어내는 힘을 가하고 세포벽은 반작용을 가하면서 식물 조직이 팽팽하게 됩니다. 반대로 물이 부족하면 팽압이 사라져 식물이 시득하게 쳐집니다.
자귀나무 잎의 연결부의 엽침에 특이한 세포가 있는데 이 세포는 자극에 따라 칼륨 이온을 세포 밖으로 방출할 수 있습니다.
칼륨이온이 방출되면 세포의 농도가 낮아져 세포안에서 밖으로 물이 빠져나갑니다.
그러면 이 세포의 팽압은 감소하고 잎을 지지하던 힘이 사라져 잎이 오므라들게됩니다.
잎을 다시펴려면 칼륨이온을 흡수해야 하는데 이 때는 에너지가 소모됩니다.
자귀나무의 경우, 낮에는 햇빛을 받아 광합성을 하고 꽃을 활짝 펴 활기찬 모습을 보이는 반면, 밤에는 꽃과 잎을 닫고 숙여 자는 듯한 모습을 보입니다. 이처럼 낮과 밤에 활동 모습이 뚜렷하게 변하는 식물들은 '야행성 식물'이라고 불립니다. 야행성 식물은 생체 시계라는 내부 시스템을 가지고 있으며, 이 시계는 빛, 온도, 습도와 같은 환경 변화를 감지하여 식물의 활동을 조절합니다.
낮과 밤 활동 차이의 원인은 생체 시계와 환경 적응 때문입니다.
야행성 식물은 빛에 민감한 피토크롬이라는 물질을 가지고 있습니다. 낮에는 피토크롬이 활성화되어 광합성과 꽃 열림을 촉진하고, 밤에는 피토크롬이 비활성화되어 꽃과 잎을 닫고 휴식 상태로 들어가게 됩니다. 이러한 과정은 생체 시계에 의해 24시간 주기로 반복됩니다.
또한 야행성 식물들은 낮에는 강한 햇빛으로부터 꽃과 잎을 보호하고, 밤에는 시원한 온도와 높은 습도를 활용하여 에너지를 절약하며 성장합니다. 또한, 야행성 동물들을 통한 꽃가루 매개를 위해 밤에 향기를 발산하기도 합니다.
반면에, 잎을 항상 펴고 있는 식물들은 낮과 밤에 활동 모습이 크게 다르지 않습니다. 이러한 식물들은 햇빛이 부족한 환경에서도 광합성을 최대한 수행하기 위해 잎을 항상 펴고 있으며, 잎의 기공을 조절하여 이산화탄소 흡수와 수분 손실을 조절합니다. 또한, 밤에는 호흡을 통해 에너지를 생산하고, 낮과 밤의 온도 차이를 견디는 데 필요한 물질을 합성합니다.
산책로의 전등은 야행성 식물의 생체 시계를 혼란스럽게 만들 수 있습니다. 밤에도 빛을 받으면 식물들이 밤 시간으로 인식하지 못하고 광합성을 시도하거나 꽃을 피울 수 있습니다. 이는 에너지 낭비와 성장 저해로 이어질 수 있습니다. 따라서 야행성 식물이 서식하는 야외 공간에서는 야간 조명을 최소화하는 것이 중요하죠.
안녕하세요. 김지호 박사입니다. 식물은 다양한 생리적, 화학적, 그리고 생물학적 메커니즘을 통해 낮과 밤에 따라 행동과 반응을 조절합니다. 이 과정은 주로 빛, 온도, 그리고 내부 생체 시계(circadian clock)에 의해 조절됩니다. 우선 식물은 빛의 길이와 강도에 반응하는데, 이 현상은 광주기성이라 불리며, 이는 식물의 생장, 개화, 잎의 움직임 등에 영향을 미칩니다. 또한 식물에는 빛을 감지하는 다양한 광수용체(예: 피토크롬, 크립토크롬)가 있어 빛의 변화를 감지하고 이에 따라 생리적 반응을 유도합니다. 식물도 사람처럼 24시간 주기로 작동하는 생체 시계를 가지고 있습니다. 이 시계는 낮과 밤의 변화를 예측하고 준비할 수 있게 하며, 식물의 생체 시계는 특정 호르몬(예: 지베렐린, 에틸렌 등)의 분비를 조절하여 생장과 발달을 조절합니다.
식물들은 일주기 리듬이라는 내부 시계 시스템을 가지고 있어서 낮과 밤의 변화에 반응합니다. 이 시스템은 빛, 온도, 습도 등의 환경 신호를 감지하여 식물의 생리 활동을 조절합니다. 일부 식물들은 자귀나무처럼 특별히 뚜렷한 주야 반응을 보이지만, 대부분의 식물들은 더 미묘한 변화를 겪습니다. 예를 들어, 광합성 활동, 수분 흡수, 호르몬 분비 등이 낮과 밤에 따라 달라집니다. 인공 조명에 대한 반응은 식물 종류와 빛의 강도, 파장에 따라 다양하게 나타날 수 있으며, 이는 자연 환경에서의 반응과는 다를 수 있습니다. 이러한 메커니즘을 통해 식물들은 변화하는 환경에 적응하고 생존에 필요한 활동을 조절합니다.
안녕하세요. 홍성택 전문가입니다.
1. 광합성: 낮에는 광합성을 통해 태양광을 흡수하여 이를 이용해 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출합니다. 이를 통해 탄소와 수분을 이용하여 포도당을 생산합니다.
2. 호흡: 밤에는 광합성이 중단되므로 호흡이 주로 이루어집니다. 이때는 산소를 흡수하고 이산화탄소를 방출하여 에너지를 생산합니다.
3. 수분흡수: 밤에는 수분흡수가 활발하게 일어나며, 식물체 내의 수분이 높아집니다.
4. 영양소 이동: 밤에는 영양소가 뿌리에서 상부 식물체로 이동하는데 활발하게 일어납니다.