쇠뜨기(horsetail)
쇠뜨기(horsetail)
김진국
쇠뜨기는 양치식물(고사리) 문-속새 강-속새 목-속새 과-속새 속에 속한다.
쇠뜨기라는 이름은 쇠를 연마하는데 이용되었기 때문에 붙여진 이름이라는 설이 있으며 소가 잘 먹어 쇠뜨기라 한다는 말은 소가 쇠뜨기를 잘 먹지 않으므로 아닌 것 같다.
쇠뜨기 학명은 Equisetum arvense L.이다. 속명인 'Equisetum(속새 속)'은 말(horse)을 뜻하는 'equi'와 꼬리를 뜻하는 'setum'의 라틴합성어로 속새 속의 식물들은 식물체의 모양이 말의 꼬리처럼 생겼다고 해서 붙였다고 하며, 영어권에서 쇠뜨기는 horse tail(말꼬리)로 불린다.
쇠뜨기의 조상에 해당하는 속새류는 약 3억 년 전 고생대 석탄기에 크게 번성했다. 고생대의 화석으로는 석탄의 원료가 되었던 키가 15m, 둘레가 30cm인 칼라미테스(Calamites) 속, 덩굴 모양인 스페노필룸(Sphenophyllum) 속 등이 있으며, 약 2억 5천만 년 전 중생대의 화석으로는 에퀴세티테스(Equisetites) 속, 네오칼라미테스(Neocalamites) 속 등이 있다.
쇠뜨기는 제방, 밭두렁 등 어디에서나 살 수 있는 여러해살이 풀이다.
여러해살이 풀이란 형성층이 없어 부피 자람을 하지 않으며 겨울이 되어도 땅속줄기나 뿌리는 죽지 않고 지상의 줄기만 죽는 풀을 말한다.
잎, 줄기, 뿌리로 분화되어 작용이 구분되어 있어 물과 양분을 이동시키는 물관과 체관이 모여 있는 관다발을 가지는 유관속 식물로 고사리류(양치식물)에 속한다.
잎과 줄기에는 엽록체가 있어 광합성을 하며 꽃은 피지 않는 민꽃식물로 포자로 번식한다.
쇠뜨기는 한 해를 살아가는 동안 광합성 작용을 하여 영양분을 합성하는 영양 줄기(2n) 시기와 포자를 생성하는 생식 줄기(2n) 시기가 따로 있다. 이른 봄에 땅속줄기(2n)로 부터 돋아난 생식 줄기(2n)가 포자를 만들고 말라죽으면 여름에 영양 줄기(2n)가 땅속줄기(2n)에서 돋아나거나(생식 줄기와 영양 줄기가 같이 존재하는 종도 있음) 생식 줄기(2n)에서 떨어진 포자(n)가 발아한 전엽체(n)의 난자(n)와 정자(n)가 수정한 수정란(2n)이 발아하여 돋아난다. 보통 우리가 쇠뜨기로 알고 있는 풀 모양은 영양 줄기(2n)이다. 이른 봄에 버섯모양(붓 머리 모양)으로 올라오는 것이 생식 줄기(2n)이다.
영양 줄기(2n)란 엽록체가 있어 광합성을 하여 영양분을 생성할 수 있는 줄기를 말하고 생식 줄기(2n)란 광합성은 못하고 생식기관이 있어 감수분열로 포자(n)를 생성하여 번식을 하는 줄기이다.
쇠뜨기의 게놈은 반수체 n=108, 이배체 2n=216이다.
쇠뜨기의 생활사는 다음과 같다.
생식 줄기(생식경, 2n)는 이른 봄에 땅속줄기(2n)의 마디에서 돋아난다. 생식 줄기는 버섯모양(붓 머리 모양)의 육질(肉質)이고 살색 또는 담갈색이며 길이 10∼30㎝이다. 생식 줄기에는 가지가 없고 마디가 있으며 마디에는 살색의 잎(광합성 못함)이 4장씩 돌려나 있으며, 생식 줄기의 끝 부위에 있는 포자낭 이삭은 암갈색이다. 타원 모양의 포자낭 이삭은 생식 줄기 1개에 1개씩 있으며 육각형의 포자엽이 여러 개 달라붙어 있다. 1개의 포자엽 밑에는 7개 내외의 포자낭이 달려 있다. 포자낭(2n)은 포자(n)를 만들어 싸고 있는 주머니이며 안쪽에는 감수분열로 생성된 수많은 포자(n)가 있다.(포자낭 이삭 전체에 200만 개 가랑)
여름이 되면 이 포자낭이 터져 포자(n)가 퍼져나간다.
포자(n)에는 각각 4개씩의 탄사(彈絲)가 있는데 탄사는 건습에 따라 수축운동으로 포자를 흩어지게 한다. 땅에 떨어진 포자(n)는 발아하여 전엽체(n)를 형성한다.
암컷의 전엽체(n)에는 장란기(n)가 생성되고 수컷의 전엽체에서는 장정기(n)가 생성되며 장란기는 난자(n)를, 장정기는 정자(n)를 만든다. 비가 오면 정자(n)가 물 따라 난자(n)로 헤엄쳐 가서 수정을 하여 수정란(2n)이 된다. 수정란(2n)이 싹이 트면 새로운 영양 줄기(2n)가 된다. 즉 쇠뜨기는 대부분 포자(n)로 번식하지만 정자와 난자가 수정하는 유성생식으로도 번식하는 것이다. 그리고 땅속줄기가 뻗어 나가 생식 줄기와 영양 줄기가 돋아나므로 영양번식도 일어난다.
생식 줄기(2n)는 포자(n)가 떨어지면 곧 말라죽는다. 생식 줄기(2n)는 광합성을 못하므로 영양 줄기가 광합성을 하여 땅속줄기(2n)에 저장한 에너지로 생장한다. 이 생식 줄기(2n)를 뱀밥이라 하여 식용한다.
여름이 되어 생식 줄기(2n)가 말라죽을 무렵 영양 줄기(영양경, 2n)가 땅속줄기(2n)의 마디에서 돋아나온다. 영양 줄기(2n)는 엽록체가 있어 광합성을 하며 생성된 영양분을 줄기 및 땅속줄기에 저장한다. 이렇게 영양 줄기(2n)가 광합성 작용으로 생성하여 저장한 에너지로 영양 줄기(2n)와 생식 줄기(2n)가 살아간다.
영양 줄기(2n)는 처음에는 비스듬히 자라다가 나중에는 곧게 서며 높이 30 ∼ 40cm로 줄기 전체가 녹색이고 이어진 골이 있다. 또 줄기는 속이 비었고 마디가 있으며 잎집이 싸고 있다. 줄기를 당기면 마디에서 쉽게 떨어진다. 큰 줄기의 마디에서 가지가 나오며 작은 마디에서는 솔잎처럼 생긴 가늘고 긴 잎이 줄기 주위를 돌려난다. 줄기에는 관다발이 있어 물과 영양분이 이동할 수 있다. 땅속줄기는 여러 해 동안 살 수 있으며 땅속에서 옆으로 길게 뻗어 있으며 번식도 한다. 뿌리는 옆으로 길게 뻗은 땅속줄기(2n)에 나 있다. 봄이 되면 땅속줄기(2n)에서 다시 생식 줄기(2n)가 돋아나 포자를 만들고 여름이 되면 영양 줄기(2n)가 돋아난다. 땅에 떨어진 포자(n)는 발아하여 전엽체(n)가 되고 전엽체의 장정기와 장란기에서 생성된 정자(n)와 난자(n)가 수정하여 새로운 영양 줄기(2n)가 생성되는 것이다.
쇠뜨기는 생식 줄기(생식경, 2n)에서 포자(n)를 생성하여 번식하는 무성생식(無性生殖, 무배우자 생식, asexual reproduction)과 이들 포자(n)가 발아하여 자란 암컷 전엽체의 장란기에서 생성된 난세포(n)와 포자(n)가 발아하여 자란 수컷 전엽체의 장정기에서 생성된 정자(n)가 수정하여 영양 줄기(2n)로 되면서 번식하는 유성생식(有性生殖, 배우자 생식, sexual reproduction)이 번갈아 일어나는 세대 교번(世代交番, alternation of generations)을 하는 것이다.
쇠뜨기는 열을 내려주고 소변을 잘 나오게 하는 성질이 있어 이뇨제로 이용되었다.
* 세대교번(世代交番, alternation of generations)은 다른 생식법이 교대로 일어나는 것으로 1차 세대교번과 2차 세대교번으로 나누는데 1차 세대교번은 배우자생식과 무배우자생식이 교대하는 단계로 핵상변화에 따라 동상세대교번(2n→2n, n→n, Stephanosphaera)과 이상세대교번 (2n→n, Dictyota, 유공충 有孔蟲)로 구별하는 것이고, 2차 세대교번은 배우자생식과 2차적인 무성세대가 교대하는 단계로 순정세대교번 純正世代交番(metagenesis), 헤테로고니(heterogony, 양성생식과 단위생식이 교대, 진딧물, 분선충 糞線虫, 윤충, 진드기), 알로이오게네시스(alloiogenesis, 양성생식과 유성생식이 교대, 흡충류 간디스토마)로 구별한다. 일반적인 유성생식과 무성생식이 교대로 일어나는 세대교번을 순정세대교번(純正世代交番, 진정세대교번, metagenesis)이라 한다.
그리고 배우체와 포자체 간의 외형 구별 여부에 따라 동형 세대교번(同型世代交番, isomorphic alternation of generation, 배우체와 포자체의 외형을 구별할 수없음, 녹조류의 파래, 홍조류의 김 등)과 이형세대교번(異型世代交番, hetero generation alternation, 한 쪽의 세대의 식물체가 다른 세대의 것과 크기가 매우 다름, 큰 포자체와 미세한 크기의 배우체, 선태식물, 양치식물)으로 구별한다.
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