배유종자와 무배유종자

• 종자(種子, seed, 씨앗)

종자는 식물의 종류에 따라 크기나 모양이 일정하지 않고 다양한 구조를 갖지만, 일반적으로 바깥쪽은 종피, 내부에는 배와 배유(배젖)의 3부분으로 되어있다.

① 종피(種皮, spornioderm) : 내부에 있는 배를 보호하고, 1장 또는 2장으로 이루어짐

- 2장인 경우에는 내종피와 외종피로 나누어진다.

내종피는 부드러운 조직인 경우가 많으나, 외종피 및 종피가 1장인 경우에는 세포벽이 목질화되었거나 코르크화하여 후막조직(厚膜組織)으로 된 것이 많다.

② 배(胚, embryo) : 장차 새로운 식물체로 발달함

③ 배유(胚乳, 배젖, albumen / 어떤 종류는 endosperm) : 발아 중에 필요한 양분을 저장함

생물학적 정의 :

- 수정된 배주(胚珠, 밑씨, ovule)가 성숙한 것

- 겉씨식물과 속씨식물에서 수정한 밑씨가 발달·성숙한 식물의 생식기관

 

* 배주 (胚珠, ovule, =밑씨) : 꽃의 씨방 속에 들어 있으며 장차 수정하여 씨앗이 될 부분.

씨방 하나에 들어 있는 배주의 수는 종에 따라 한 개부터 여러 개까지 다양하다.

보통 한두 겹의 주피(珠被)로 싸여 있으며, 주피 속에 주심(珠心)이 자리잡고 있다.

주심속의 한 세포가 감수분열하여 겉씨식물의 경우는 자성배우자체를, 속씨식물의 경우는 배낭(胚囊, embryo sac)을 만든다. 속씨식물의 배낭 속에는 난세포 하나, 조세포 둘, 극핵 둘, 반족세포 세 개가 들어 있다.

식물의 생활사적 측면 : 휴면상태(休眠狀態)이나 다시 파종되어 새로운 개체가 됨을 전제로 함.

→ 종자 속의 배(胚, embryo)는 자라서 새로운 세대로 연결된다.

• 종자의 생성(속씨식물) : 화분에서 발달한 정핵 2개가 난핵 및 극핵과 중복수정 되어 형성함.

정핵과 난세포의 핵(난핵)이 결합하여 배를 형성하고, 또 하나의 정핵과 극핵이 결합하여 배유(배젖)를 형성한다. → 중복수정

 

① 꽃가루관의 생성 : 수분후 암술머리에 옮겨진 화분(꽃가루)에서 꽃가루관이 나오면서 핵이 분열하여 꽃가루관 핵과 생식핵이 만들어지는데, 꽃가루관 핵은 꽃가루관을 자라게 하고, 생식핵은 분열하여 두 개의 정핵으로 된다.

② 배낭의 형성 과정 : 씨방 속에서 감수 분열이 일어난 후, 핵분열을 하여 1개의 난세포와 2개의 극핵 등이 들어 있는 배낭(胚囊, embryo sac)이 만들어진다. 속씨식물의 배낭 속에는 난세포 1(아래중앙)-조세포 2(아래주변), 극핵 2(가운데), 반족세포 3개(위)가 들어 있다.

③ 속씨식물의 중복 수정 :

- 꽃가루관이 아래쪽으로 내려가 밑씨에 도달하면 꽃가루관에서 두 개의 정핵이 빠져 나온다.

- 배 : 꽃가루관에서 빠져 나온 정핵 중의 하나와 밑씨의 난세포가 결합하여 만들어지는데, 이것은 장차 어린 식물체로 자란다.

- 배젖 : 꽃가루관에서 빠져 나온 정핵 중의 하나와 밑씨의 극핵이 결합하여 만들어지는데, 이것은 배가 자라는 데 필요한 양분이다.

 

• 배유종자와 무배유종자의 구분

1) (유)배유종자(胚乳種子) : 배와 배유(배젖), 종피로 구성됨. 배+배유(배젖)+종피

배에는 어린 잎, 줄기, 뿌리 등 모든 조직과 생장점을 구비.

배와 배유 사이에 흡수층이 있고, 영양물질을 저장하는 배유는 내배유와 외배유로 구분된다.

① 내배유(內胚乳) : 중복수정 때에 형성된 배젖 핵에서 배젖이 유래한 것

② 외배유(外胚乳) : 밑씨의 심조직(珠心組織)에서 배젖이 형성되는 것

2) 무배유종자(無胚乳種子) : 종자에 배젖(배유)이 없는 종자로 배(배의 일부분인 자엽=떡잎), 종피로 구성됨. 배+종피

배는 유아(눈), 배축, 유근으로 되어 있으며 자엽(떡잎)에 저장양분이 있음

배의 발생 도중에 배젖과 주심(珠心)의 조직이 파괴 및 흡수되어 배젖이 없어지고, 종자 속은 배만 남게 된다.

→ 무배유종자

무배유종자의 발아에 필요한 영양분은 떡잎과 같은 배의 일부 기관에 저장되고, 떡잎이 다육질로 비후되어 있다.

콩과 ·호두나무과 ·버드나무과 등에서 많이 볼 수 있다.

겉씨식물인 은행나무·소철·주목과(科) 식물 : 2장의 떡잎(드물게 3장일 때도 있음)

겉씨식물인 소나무과 식물 : 3∼15장의 떡잎(다떡잎식물)

속씨식물인 외떡잎식물 : 배의 위쪽에 1장의 떡잎이 있고, 그 밑동의 옆에 어린줄기가 있다. 벼과와 사초과...

속씨식물인 쌍떡잎식물 : 2장의 떡잎이 있고, 그 사이에 상배축이 위치한다. 활엽수와 들풀...

떡잎은 식물에 따라 종자가 발아한 후에 땅 위에서 올라오는 것(땅위떡잎/지상자엽)과 땅속에 그대로 머물러 있는 것(땅속떡잎/지하자엽)이 있다. 일반적으로 땅위떡잎[地上子葉]은 녹색으로 되어 탄소동화작용(광합성)을 하며, 땅속떡잎[地下子葉]은 다육(多肉)이며 양분을 많이 저장한다.

→ 땅위발아(단풍나무, 강낭콩...)와 땅속발아(참, 밤나무...) 나무와 숲 p23 /p66~68 참조하세요

 

* 땅위발아(지상자엽형 발아) : 자엽(떡잎)의 아랫부분인 하배축이 길게 자라 자엽을 지상으로 밀어내는 것

   예) 단풍나무, 물푸레나무, 아까시나무, 대부분의 나자식물....

* 땅속발아(지하자엽형 발아) : 자엽(떡잎)은 땅속에 남고 상배축이 지상으로 자라 올라와서 자라는 것

   예) 참나무류, 밤나무, 호두나무, 가래나무... 수목생리학 P323~324 참조하세요 (그림)

 

 

# 감종자(배유종자)의 단면

 

 

# 강낭콩(무배유종자)의 발아 및 성장

- 배안에는 자엽(첨으로 갖게 되는 잎/떡잎), 어린잎, 어린눈, 배축(어린줄기정도로 자엽 위쪽은 상배축-자엽 아래쪽은 하배축), 어린뿌리 등이 포함된다.
하배축이 길게 자라 자엽(떡잎)을 지상으로 밀어 올리고, 상배축위로 본잎이 커지면서 광합성을 활발하게 시작한다.
어린잎이 본잎으로써 제 역할을 하면 그동안 애썼던(?) 떡잎은 시들어 버린다.

(연노란색이었던 떡잎과 어린잎은 빛을 받아 엽록소가 활성화되면서 초록색으로 바뀌게 됨)

* 떡잎의 역할은 배(embryo)에게 양분을 공급하고, 발아 후에도 본잎의 기능이 제대로 될 때까지 어린식물의 성장을 위해 양분을 계속 제공한다.