5.2 당류의 이동 경로

5.2 당류의 이동 경로

– 광합성으로 만든 에너지는 어디로 향할까?

수목은 잎에서 광합성을 통해 탄수화물을 생성합니다.
하지만 그 당류가 머무는 곳은 잎이 아닙니다.
오히려 잎은 생산지(source)이고, 뿌리, 줄기, 꽃, 열매는 에너지의 소비지(sink)입니다.

이렇게 동화산물(주로 당류)이 생산지에서 소비지로 이동하는 경로와 방식은 수목의 생장 전략, 수세 유지, 자원 저장 능력까지 좌우하는 생리학의 핵심 메커니즘입니다.

1. 당류의 출발지: 생산기관(Source)

수목에서 당류는 주로 잎의 엽육세포에서 만들어집니다.

• 광합성에 의해 생성된 포도당은 설탕(sucrose)으로 전환되어 세포 밖으로 방출
• 이는 동반세포(companion cell)를 통해 체관요소(sieve tube element)로 들어가 장거리 수송 경로에 진입합니다.
• 설탕의 합성은 엽록체 내에서 이루어지지 않고 세포질에서 이루어진다. 

잎의 기저부, 중간부가 가장 활발한 source 영역입니다.

---

2. 체관을 통한 이동: 장거리 수송

당류는 체관 내에서 압류유동(pressure flow) 메커니즘에 따라 이동합니다.

이동 경로 요약:

잎 엽육세포 → 체관 (source)

↓

줄기 체관

↓

수요기관(sink): 뿌리, 열매, 새순, 저장기관 등

• 당류가 축적된 체관 부분에서는 삼투압 상승 → 물 유입
• 체관 내 수압이 증가하면서
• 상대적으로 압력이 낮은 수요기관 쪽으로 당류와 물이 함께 이동

이 흐름은 수분과 함께 이루어지기 때문에, 수분 대사와 당류 대사는 분리할 수 없는 관계입니다.

---

3. 도착지: 수요기관(Sink)의 다양성

당류가 이동되는 수요기관(sink)은 시기와 생육단계에 따라 유동적으로 변합니다.

생육기	주요 sink(수요기관)
봄	새싹, 생장점, 어린 잎
여름	뿌리, 줄기 생장 부위
결실기	꽃, 열매, 종자
가을	저장 기관(뿌리, 줄기, 피층)
겨울 전	수피, 형성층 근처 저장 세포

 

종자 내에서는 설탕이 주로 전분으로 전환되며, 반대로 성숙해 가는 과실 내에서는 전분이 설탕으로 전환되어 과실의 당도가 증가합니다. 

탄수화물의 전환은 단당류, 소당류(올리고당류), 그리고 다당류인 전분 사이에서는 쉽게 이루어지지만, 셀룰로오스나 펙틴과 같이 한번 세포벽의 구성요소를 합성되어 세포벽에 부착된 탄수화물(불용성 탄수화물)은 다시 분해되거나 다른 형태로 전환되지 않습니다. 

---

4. 당류 이동의 세포 내 경로

단계	경로 설명
① 엽육세포 → 동반세포	수크로오스 수출 (능동수송 or 확산)
② 동반세포 → 체관요소	원형질연락사(plasmodesmata) 통해 전달
③ 체관 내 이동	압력차에 의한 유동
④ sink 세포 흡수	능동 흡수 → 저장 또는 사용

 

---

 5. 수세 판단 및 병해 예측

• 수세가 약할수록 → sink 기관으로의 당류 이동이 줄어듦
• 뿌리 활력이 낮은 수목은 source에서 생산된 당이 제때 이동되지 않아 잎에 축적 → 엽소(잎 타는 현상) 발생 가능
• 가지 절단 또는 병해로 체관 손상 시, 하단 조직이 굶주리며 생장이 멈추고 마름 발생

---

6. 당류 이동의 핵심 포인트 요약

항목	내용
출발지	잎 (엽육세포, source)
수송 조직	체관 (phloem)
수송 원리	압류유동설 (삼투 유도 수압 이동)
도착지	뿌리, 새순, 열매, 저장기관 등 (sink)
속도	평균 0.5~1cm/min
연관 요소	광합성 속도, 수분 상태, 기온, 수요기관 활동성

 

---

수목은 잎에서 만든 에너지를 고정하지 않고, 필요로 하는 곳으로 정확히 배분합니다.
그 정교한 이동 통로가 바로 체관, 그 유기적 흐름이 바로 당류 수송 시스템입니다.