모든 나무들은 잎이 아닌 다른 부위로도 광합성이 가능한가요?

Question

나무들은 겨울에 잎이 다 떨어지고

가지만 남게 되는데

그렇다면 생존에 필요한 광합성을 하지 못하게 되는데

광합성은 잎으로만 하는 것이 아닌가요?

광합성이 잎 아닌 다른 부위에서도 가능한 건가요?

만약 가능하다면

특정 나무들만 그런 것이 아니라

모든 나무들이 잎뿐만이 아닌 다른 곳으로 광합성을 할 수 있는지요?

Answer 1

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

광합성은 잎뿐 아니라 엽록소가 있는 어린 가지나 녹색 줄기에서도 가능합니다. 다만 모든 나무의 줄기가 광합성을 하는 것은 아니며 두꺼운 나무껍질에서는 거의 일어나지 않습니다 .낙엽수는 겨울에 광합성을 크게 줄이고 성장기에 저장한 당분을 이용하며 휴면 상태로 지냅니다.

Answer 2

안녕하세요, 아리따운안경곰70님. 이중철 전문가입니다.

먼저, 광합성은 잎뿐만 아니라 어린 가지와 줄기 안쪽 엽록소 층에서도 실제로 일어나며, 거의 모든 나무가 잔가지 단계에서는 줄기 광합성을 할 수 있지만, 겨울철 낙엽수의 주된 생존 비결은 광합성보다는 가을까지 비축한 저장 양분과 대사를 낮추는 휴면이며 줄기 광합성은 호흡으로 새어 나가는 탄소를 재흡수하는 보조 역할을 한답니다.

■ 줄기 광합성의 원리와 호흡 탄소 재활용 메커니즘

식물에서 엽록소를 지닌 모든 녹색 세포는 빛과 이산화탄소가 있으면 광합성을 수행할 수 있습니다. 나무의 겉껍질 바로 안쪽에는 엽록조직(클로렌키마)이라는 엽록소 층이 자리 잡고 있어 빛이 투과하는 얇은 수피를 통해 피층 광합성(줄기 광합성)을 진행하는데요. 겨울철에는 기온이 낮아 효소 활성이 떨어지므로 잎처럼 대량의 포도당을 만들지는 못합니다. 그럼에도 맑은 날 줄기 광합성이 가동되면, 줄기 내부에서 세포 호흡으로 방출되려는 이산화탄소의 60에서 90퍼센트를 다시 붙잡아 고정하는데요. 새로운 에너지를 크게 생산하기보다는 체내 탄소가 밖으로 빠져나가는 손실을 막아주는 방어적 완충 장치 역할을 수행합니다.

■ 겨울철 낙엽수의 생존 전략과 저장 양분의 활용

잎이 다 떨어진 겨울 동안 나무가 굶어 죽지 않고 버티는 결정적인 힘은 이전 계절에 비축해 둔 저장 양분에 있습니다. 나무는 봄부터 가을까지 잎에서 생산한 포도당을 녹말 형태로 전환해 줄기와 뿌리의 유세포 속에 넉넉히 채워두는데요. 겨울이 오면 체내 수분을 조절하고 신진대사 속도를 평소의 수십 분의 일로 뚝 떨어뜨리는 생리적 휴면에 돌입합니다. 호흡으로 소모되는 에너지가 극도로 적기 때문에, 추가적인 광합성을 하지 않아도 미리 채워둔 탄수화물을 조금씩 분해하는 것만으로 봄철 새잎을 틔울 때까지 안전하게 생명을 유지할 수 있습니다.

■ 모든 나무의 광합성 가능 여부와 수종별 차이

모든 나무가 잎이 아닌 부위로 광합성을 할 수 있는지에 대해서는 부위의 나이와 수종에 따라 다릅니다. 거의 모든 나무는 갓 자라난 1년생 잔가지 표피 안쪽에 엽록조직을 지니고 있어 어린 가지에서는 부분적인 줄기 광합성이 가능한데요. 그러나 세월이 흘러 밑동이 굵어지면 빛을 차단하는 두꺼운 코르크 껍질(외수피)이 둘러싸기 때문에 굵은 줄기에서는 광합성이 완전히 불가능해집니다. 예외적으로 벽오동처럼 성목이 되어도 줄기 전체가 푸른빛을 띠거나, 자작나무나 미국사시나무처럼 수피가 얇고 반투명한 특정 수종들은 굵은 원줄기에서도 평생 광합성을 활발히 이어가는 독특한 생태적 적응을 보여주거든요.

정리하자면,

나무는 잎 외에도 수피 안쪽 엽록조직을 통해 광합성을 할 수 있고 거의 모든 수종의 어린 잔가지가 이 능력을 갖추고 있지만, 겨울철 낙엽수의 생존은 줄기 광합성보다 미리 채워둔 저장 양분과 대사를 멈춘 휴면을 통해 유지되며, 줄기 광합성은 호흡으로 새어 나가는 탄소를 회수해 에너지 효율을 지켜주는 보조 생체 시스템이랍니다.

※ 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.😉

Answer 3

결론부터 말씀드리면, 광합성은 주로 잎에서 이루어지지만 잎이 아닌 가지나 줄기, 수피 등에서도 가능합니다.

그렇다고 모든 나무의 모든 부위가 가능한 것은 아니며 나무의 종류와 나이, 부위에 따라 다릅니다.

하지만 말씀하신 대로 낙엽수는 겨울이 되면 잎이 다 떨어져 잎을 통한 광합성을 전혀 하지 못하기 때문에 겨울철 낙엽수의 가장 중요한 생존법은 광합성이 아닌 저장한 영양분으로 버티는 것입니다.

즉, 나무는 봄과 여름 동안 만든 영양분을 뿌리와 줄기에 저장한 뒤, 겨울에는 휴면 상태에 들어갑니다. 그래서 잎이 떨어진 가지와 껍질의 광합성은 이른 봄 새순이 돋아날 때 필요한 에너지를 보태는 역할 정도입니다.

참고로 모든 나무는 어린가지나 얇은 껍질 부위에서 일정 수준의 광합성이 가능합니다. 다만 수십 년 이상 자란 두껍고 울퉁불퉁한 늙은 나무 껍질은 빛이 통과하지 못해 광합성을 못 합니다.

결론적으로 광합성은 잎에서 주로 하지만, 생존이나 성장을 위해 껍질과 가지도 보조적으로 광합성에 활용이 가능합니다.