5.1 체관(phloem)의 기능과 구조
– 나무는 에너지를 어떻게 몸 전체로 나를까?
수목은 잎에서 광합성으로 만들어진 당류(주로 포도당과 설탕)를 단지 저장하는 것이 아니라,
자라야 할 뿌리, 줄기, 새순 등 곳곳으로 신속히 공급합니다.
이때 사용되는 생리학적 수송 통로가 바로 체관(phloem)입니다.
체관은 식물의 양분 수송 시스템이며, 물관과는 정반대 방향으로 물질을 운반하는 중요한 기능을 수행합니다.
1. 체관(phloem)이란?
체관은 수목의 부피 조직 중 바깥쪽에 위치한 양분(주로 당류)을 수송하는 관다발 조직입니다.
사부조직이라고도 합니다. 탄수화물 이동, 지탱, 코르크형성층의 기원, 사부섬유를 제외하고 살아있는 세포로 구성되어있습니다.
구성 위치
- 줄기, 뿌리, 잎의 형성층(cambium) 바깥쪽에 위치
- 물관(xylem)과 함께 관다발(Vascular bundle)을 구성
2. 체관의 주요 구성 조직
| 구성 요소 | 기능 |
| 체관요소(사관세포, Sieve tube elements) | 실제 당류 수송 통로. 살아있는 세포이나 핵 없음 |
| 동반세포(반세포, Companion cells) | 체관요소와 연결된 조절 세포. 에너지 공급 및 대사 조절 |
| 유세포(사부유세포, Parenchyma) | 저장(탄수화물 축적) 및 구조 지지 |
| 섬유세포(사부섬유, Fibers) | 기계적 지지 제공 |
사부(phloem)는 광합성으로 만들어진 탄수화물을 이동시키는 주요한 역할을 합니다.
체관요소는 핵이 없는 살아 있는 세포로, 동반세포가 대사를 도우며 함께 작동합니다.
이는 효율적인 양분 운반을 위한 진화적 구조입니다.
3. 체관의 기능: 동화산물의 고속도로
체관은 잎에서 만들어진 동화산물(당, 아미노산 등)을 필요한 부위(수요기관, sink)로 수송하는 역할을 합니다.
수송 방향
- 일반적으로: 잎(광합성기관, source) → 줄기·뿌리·열매·새싹 등 (sink)
- 수요 기관은 시기에 따라 달라짐:
- 생장기 초: 뿌리, 새싹
- 결실기: 꽃, 열매
- 겨울 전: 저장조직
수송 속도
- 평균 0.5~1cm/min
- 물관보다 느리지만, 방향성과 선택성이 뛰어남
4. 운반 원리 – 압류유동설 (Pressure-flow hypothesis)
체관 내 물질 수송은 단순한 확산이 아닌 압력에 의한 유동(압류유동)에 의해 이루어집니다.
1930년 독읠의 뮌히가 제창한 학설입니다.
작동 원리 요약
- 잎에서 당류가 체관요소로 능동 수송
- 삼투로 인해 물이 유입 → 체관 내부 압력 ↑
- 고압 → 저압 방향으로 당류 이동
- 수요기관에서 당류 흡수 + 물 제거 → 압력 낮아짐
- 압력 차에 의해 연속적인 흐름 형성
수분 이동은 물관, 당류 이동은 체관 두 관다발 시스템은 서로 협력하지만 기능은 명확히 구분됩니다.
5. 체관 손상 시 나타나는 증상
체관이 손상되면 광합성 산물이 수요기관으로 전달되지 못해 수목 전체 생장과 저장 기능에 치명적인 영향을 줍니다.
| 증상 | 원인 |
| 줄기나 가지 마름 | 양분 전달 중단 → 수세 급감 |
| 뿌리 생장 정지 | 수요기관인 뿌리에 당류 공급 부족 |
| 잎이 잘 떨어짐 | 탈리반응 촉진, 저장물질 부족 |
| 해충 피해 확대 | 수액 흐름 차단 → 병해충 유입 쉬움 |
6. 병해 예측 및 가지치기 기준
가지치기 시 고려
- 형성층 가까이 체관이 있어 도장지·수세 조절 시 손상 주의
- 절단면이 넓거나 깊으면 → 양분 수송 장애 → 수세 급락
병해충 피해 진단
- 수피 밑 조직 갈변 → 체관 괴사 가능성
- 세균성 수지병, 수액 감소 현상 → 체관 수송 이상 여부 의심
- 가로수에서 하단부터 마름 발생 → 양분 역류 장애 여부 확인
체관은 수목 내 에너지 운반 통로이자 생장 명령 전달 시스템입니다.
- 광합성으로 만든 당을 뿌리, 열매, 새순 등 에너지 수요가 큰 곳으로 정확히 공급하며,
- 구조적으로는 살아 있지만 핵이 없는 특이한 조직으로 동반세포와 함께 효율을 극대화합니다.
- 사부조직(내수피의 일부)은 섬유, 타닌, 향신료, 고무, 의약품 등으로 이용되며 상업적으로도 중요합니다.
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