6.1 생장의 단계 – 유세포에서 분열, 그리고 신장까지
– 나무는 어떻게 자라는가? 생장은 세포 속에서 시작된다
우리는 종종 ‘나무가 컸다’고 표현하지만, 그 이면에는 눈에 보이지 않는 복잡한 세포 활동의 연쇄 반응이 존재합니다.
수목의 생장은 단순히 가지가 길어지거나 줄기가 굵어지는 현상이 아니라, 세포가 어떻게 생성되고, 늘어나고, 기능을 갖추는가에 대한 생리학적 과정입니다.
수목생리학에서는 이를 세 단계로 나눠 설명합니다:
① 유세포 존재 → ② 세포 분열 → ③ 세포 신장 및 분화
1. 유세포란 무엇인가?
유세포(meristematic cells)는 분열능력을 갖춘 살아있는 세포로, 수목의 생장 활동을 가능케 하는 기초 자원입니다.
유세포는 원형질을 가진 살아있는 어린 세포로 광합성, 호흡, 물질 운반과 분비 등 중요한 생리적 기능을 수행합니다.
유세포는 세포의 신장, 분열, 분화 과정을 통해 다른 종류의 세포로 발전할 수 있는 기본적인 세포이기도 합니다.
| 특징 | 설명 |
| 구조 | 핵이 크고 세포질 풍부, 세포벽 얇음 |
| 역할 | 세포분열을 통해 새로운 조직 생성 |
| 분포 | 생장점(정단, 근단), 형성층(cambium), 분열조직에 위치 |
나무가 자란다는 것은 결국 유세포가 분열을 시작했다는 의미입니다.
2. 세포 분열 단계 – 생장의 시작점
유세포가 집중적으로 모여 있는 부분은 잎, 눈, 꽃, 열매, 형성층, 세근, 뿌리 끝 등이며, 유세포가 모여 형성된 유조직에는 표피조직, 엽육조직, 사부조직, 방사조직, 분비조직 등이 있습니다.
주요 생장점 위치:
- 정단 생장점: 줄기와 가지의 끝
- 근단 생장점: 뿌리의 선단
- 형성층(cambium): 줄기 및 뿌리의 부피생장 관여
이들 부위에서는 세포 분열(mitosis)이 활발히 일어나며, 분열된 세포는 이후에 특정 조직(잎, 수관, 관다발 등)으로 분화됩니다.
수고 생장은 줄기 끝에 있는 눈이 자라서 나무의 키가 커지는 현상을 말합니다.
눈은 정단분열조직으로 세포분열, 신장, 분화를 통해서 잎과 대를 만들어 줄기를 위로 자라게 해줍니다.
분열 과정 요약:
- 전기 (Prophase) – 핵막 소실, 염색체 응축
- 중기 (Metaphase) – 염색체 정렬
- 후기 (Anaphase) – 염색분체 분리
- 말기 (Telophase) – 핵 재형성, 세포질 분열
- 세포질분열 (Cytokinesis) – 두 개의 세포로 나뉨
이 과정을 통해 나무는 자기 복제를 통해 ‘몸을 키우는’ 구조를 완성합니다.
3. 세포 신장 – 실제 길이와 크기의 성장
세포가 분열된 뒤에는 단순 복제만으로는 생장할 수 없습니다.
이때 필요한 것이 바로 세포 신장(cell elongation)입니다.
신장의 작용 기전:
- 분열된 유세포에 물(H₂O) 유입 → 팽압(turgor pressure) 증가
- 세포벽이 늘어나며 길이 방향으로 신장
- 이후 세포벽이 고정되며 조직화 및 기능화
세포 신장의 조건
| 조건 | 설명 |
| 충분한 수분 | 팽압 유지에 필수 |
| 적절한 온도 | 효소 반응 활성화 |
| 광합성 | 탄수화물 공급 필요 |
| 생장호르몬 (옥신, 지베렐린) | 세포 신장 촉진 |
4. 조직화(분화) – 기능을 갖춘 생장으로 완성
신장된 세포는 이후 특정 기능을 담당하는 조직으로 분화됩니다.
| 조직 | 기능 |
| 물관(xylem) | 수분 운반 |
| 체관(phloem) | 당류 운반 |
| 피층(parenchyma) | 저장, 지지 |
| 표피(epidermis) | 보호 기능 |
| 기공세포(stomatal cell) | 기체교환 조절 |
즉, 하나의 유세포가 → 분열 → 신장 → 분화되는 일련의 과정을 통해 전체 수목의 구조와 기능이 형성되고 유지되는 것입니다.
형성층에서 안쪽으로 추가된 세포는 목부조직이 있는데, 도관, 가도관, (목부)섬유, 유세포 중 하나로 분화됩니다.
도관, 가도관, (목부)섬유는 2차벽을 가지게 되며, 원형질을 잃어버린 죽은 세포가 됩니다.
도관의 경우 양쪽 끝에 천공판이 생겨서 수분의 이동을 용이하게 만듭니다.
수선조직을 만드는 유세포는 분화 과정에서 모양이 별로 변하지 않으며, 세포내용물인 원형질 그대로 가진 살아있는 세포로 남습니다.
5. 생장 단계에 따른 실무 적용
가지치기 타이밍
- 생장점에서 분열이 왕성한 초봄~초여름은 절단 주의
- 이 시기 가지 제거 시 회복력 저하 가능
이식 후 활착 판단
- 유세포 활동 여부 = 뿌리 분열·신장 지표
- 새싹 형성 여부로 정단 생장 판단
생장 촉진 관리
- 수분 부족 시 세포 신장 저하 → 비료보다 관수가 우선
- 생장호르몬(옥신)과 광량 조절 → 화분, 조경 수목에 적용
수목의 생장은 단순한 외형 변화가 아닙니다.
세포 수준의 생리작용 – 분열, 신장, 분화의 조화로 이루어지는 정밀한 생명 공정입니다.