씨앗의 조직과 구조 .

 

씨앗의 조직과 구조

1. 씨앗이 되는 조직   씨앗 식물의 경우 수술의 배우자는 꽃가루속의 정핵(精核)이며, 암술의 배우자는 배낭속의 난세포이다.  그러므로 배낭과 꽃가루는 각각 암배우체와 숫배우체에 해당되는 것이다.  수술의 꽃밥에는 많은 화분 모세포(花粉母細胞)가 있으며 이들은 감수분열로 각기 4개의 화분사분체(花粉四分體)가 된다.  화분사분체는 성숙하여 꽃가루가 되는데 도중에서 다시 핵분열이 일어나 화분관핵(花粉管核)과 생식핵(精核)이 된다.   한편 암술에는 씨방속에 배주(胚珠)가 있고 그속에서 배낭이 만들어지는데 자방은 대부분 여러개의 방으로 나누어진다.  배주안에는 처음에는 1개의 배낭모 세포가 있으나 감수분열로써 4개의 세포로 되나 그중 하나만이 배낭세포가 되고 배낭은 1개의 난세포, 2개의 조세포 2개의 극핵 및 3개의 반족세포로 된다.   식물의 수정 과정을 살펴보면 종자식물에서는 우선 꽃가루가 주두에 붙는 이른바 가루받이를 하고 화분관이 자라서 배주의 주공(珠孔)을 통하여 배낭에 도달한뒤 난세포와 정핵이 결합하므로써 이루어진다.  종자식물중 속씨식물(꽃에 꽃잎이 있는 식물)은 화분관이 자랄때 생식핵이 2개의 정핵으로 나누어지고 그중 하나는 난세포와 다른 하나는 2개의 극핵과 결합한다.  이러한 수정을 중복수정이라 한다.  그 결과 2n으로 된 수정란은 배(胚)가 되고 3n이 된 극핵은 배유(胚乳)가 된다.  배와 배유가 발육한 것이 종자가 되며 배주(胚珠)와 함께 자방 전체가 발달한 것이 과실로 된다.  종자는 배, 배유, 종피의 부분으로 성립되고 있다.  가) 배(胚, Embryo)     배는 난핵과 정핵이 수정에 의하여 생성된 부분이고 생장하여 2매의 자엽(子葉, Cotylldon)화본과 식물인 벼에 있어서는 1매의 자엽과 배축, 유아, 유근의 네부분으로 분화하며 얼마동안 그대로 일시 휴면상태에 들어간다.  나) 배유(胚乳)와 저장양분   주심(珠心 Nucellus)의 어느 세포는 씨앗이 발달함에 따라 배에 흡수되는 것이나 대부분의 세포는 종피하에 엷은 층으로 남아서 외배유(外胚乳)로 되고 내부에 내배유(內胚乳)를 포함하고 있다.   내배유는 호분층(糊粉層)과 전분 세포층으로 나누어져 있고 호분층의 세포내에는 매우 작은 호분입(糊粉粒)인 단백질과 지방분으로 충당되어 있고 전분입은 축적되어 있지 않다.   그리고 씨앗의 전분세포층은 씨앗용적의 대부분을 점유하고 있다.   배유에 양분을 축적한 씨앗을 유배유종자(有胚乳種子)라 부르고 벼, 보리, 파, 양파, 아스파라가스, 당근, 삼엽(三葉) 셀러리, 파새리, 가지, 토마토, 고추 등이 이에 속한다.  배유(胚乳)를 가지고 있지 않는 것을 무배유종자(無胚乳種子)의 자엽은 발아할때 씨앗 안에서 밖으로 나오지 않는것과 밖으로 나와 지상으로 나타나는 두 형이 있다.   완두(腕豆), 잠두(蠶豆), 팥의 자엽은 발아할때 지표면 밑에 남아서 지하형 발아(地下型發芽)를 하고 콩, 박과 채소, 양대콩의 자엽은 지표면에 나타나서 지상형발아(地上型發芽)를 하는 것이다.  다) 종피(種皮)   씨앗의 바깥을 둘러싸고 있는 종피(種皮)는 배주(胚珠)의 바깥에 있는 내외(內外) 둘의 주피(珠皮)의 변화에 의하여 된 것이고 외종피(外種皮)와 내종피(內種皮)의 둘로서 성립되어 있다.   외종피는 여물고 내종피는 부드러운 조직으로 되어 있으며 박과채소 및 콩과작물에서 종피의 바깥층은 후막조직(厚膜組織)으로 되어 내부의 배(胚)를 보호하고 있다.   콩과 작물의 씨앗에서는 종피에 색소를 가지고 있어 아름다운 여러모양을 나타내어 이를 품종의 특징으로 삼는 것이 많으나, 완두의 종피는 투명하여 내부의 자엽색을 보이고 있다.   또 외종피의 표면이 가지, 오이, 호박과 같이 미끄러운 것도 있고 토마토, 당근과 같이 털이 생겨있는 것도 있다.  특히 당근씨앗은 과피 표면에 특유한 털을 가지고 있고 과피의 안쪽은 더한층 엷은 종피가 있다.  벼, 보리등의 엽과에서는 씨앗 바깥쪽에 과피가 있고 더욱 내외영에 의하여 보호받고 있으므로 종피는 극히 엷은층으로 되어 있다. 2. 개화현상과 수정형   꽃봉오리가 성숙하고 외적조건이 적합하면 개화가 진행된다.  화관은 꽃받침을 바깥쪽으로 밀어 열므로써 전개되고 수술의 꽃밥에서는 성숙한 꽃가루를 비산시킨다.   꽃은 작물마다 독자적인 꽃색을 나타내며 꽃다운 향기를 방출한다.   그리고 가지과의 고추나 콩과의 라이마콩과 같은 것은 꽃에 밀선(蜜腺)이 있어 화밀(花蜜)을 분배하여 곤충을 유인한다.  십자화과 및 가지과 채소와 딸기는 1일중 시각을 가리지 않고 개화하며 3∼4일간이나 개화하였다가 꽃잎이 탈락하고 수정된 꽃은 자방이 비대하여 유과(幼果)가 된다.  박과채소는 모두가 조기 개화하였다가 오후에는 시들어진다.   그러나 박만은 예외이며 저녁 때에 개화하였다가 다음날 아침에 시든다.   십자화과 채소는 자웅동화(雌雄同花)이고 수술과 암술이 같은 꽃에 들어있거나 자가수분을 하는 것보다 타가수분(他家授粉)을 주로한다.   이에 대하여 가지과 채소는 거의가 자가수분을 하고 있다.  즉 개화시에 개약(開葯)과 동시에 암술이 신장하여 암술머리가 약통(葯筒)의 내부에 닿아서 수분이 된다.  그러나 가지과 채소라도 방충(訪忠)과 바람에 의한 타가수정을 하는 수도 있는 것이다.  타가수분이 생기는 율은 가지보다 고추나 피만고추의 순으로 교잡율이 높고 이는 화기의 구조에 관계가 있는 것이다.  오이, 호박과 같은 자웅이화(雌雄異花)인 것은 모두가 충매에 의하여 타가수분을 한다.  또한 호박등은 자웅이화이지만 품종에 따라서는 양성화(兩性花)도 있으며 이런 기형적인 양성화는 자웅동화의 양성화하고는 본질적으로 다르지만 꽃가루는 다소 수정능력이 있다. 3. 종자의 구조(構造)   종자의 구조에 대하여서는 여러 종류의 종자를 대표하여 식물학상의 종자인 잠두(蠶豆)에 대하여 설명하기로 하고 그림1은 채두(菜豆)종자에 대한 해설인 것이다.  즉 A는 종자외관(外觀), B는 종피(種皮)를 제거한 후의 외관(外觀), C는 자엽을 절단한 형태를 나타내고 있고 중앙에 큰 배꼽이 있으며 배꼽밑에 발아구(發芽口)가 있고 반대쪽에는 배꼽줄(縫線) 과종류(種瘤)가 있다.  배는 커서 거의 종자의 전용적(全容積)을 점하고 있고 유아(幼芽)와 유근(幼根)을 가지고 있다.  콩과식물의 종자에서는 외관상 더욱 주의할점으로서 다음 사항이 있다. 그림 1. 채두(菜豆)종자에 대한 해설  (가) 배꼽(Hilum)   배꼽은 종자가 주병(珠柄) 또는 태좌(胎座)에 직접 부착되었던 부분이고 종자가 발육할 때의 태좌(Placenta)에서의 양분공급은 주병(Funicle)의 관속을 통하여 행해졌는데 이것이 이탈한 흔적이 「배꼽」이다.  배꼽은 십자화과 작물은 종자의 선단에 있고 국화과 작물과 여귀과 작물은 종자의 기부에 있고 콩과작물은 종자의 측면에 위치한다.  이 배꼽은 작물의 종류 및 품종에 따라서 형태와 색깔이 각각 상이하고 있다.  (나) 발아구(發芽口)   종자의 발아구는 배주의 주공(珠孔)이 그대로 남아있는 부분이며 종류에 따라 발아구가 명백하게 나타나고 있는것과 그렇지않은 것이 있다.  채두종자는 발아구가 명백하게 나타나고 있으며 이는 종자수분 흡수의 통로가 되고 있다.  (다) 배꼽줄(Raphe)   배꼽줄(縫線)은 콩과식물의 종자에서 보이는 줄이고 종자 등쪽의 좁은(狹) 새로(縱) 융기된 부분이며 이것은 그 내부에 유관속(維管束)이 통과한 자리인 것이다.  (라) 안배꼽(內臍)   안배꼽(Chalaza)은 유관속이 배꼽으로 들어가 직접 내부에는 들어가지 않고 종피(種皮) 밑으로 돌아서 배꼽줄에 따라 발아구의 밑에서 내부에 들어간다.  종피를 제거하면 이 부분이 정확한 배꼽이며 이를 「안배꼽」이라 부른다.  채두, 완두의 안배꼽이 있는 부분의 종피는 융기 즉 높게 일어나 있다.  (마) 종류(種瘤)   배꼽의 상하 또는 부근의 종피가 두껍게 되어 융기(隆起)를 이르키는 일이 있고 이것을 종류(Caruncula)라 하고 있다.   이상은 씨앗의 구조에 대하여 기술하였으나 여기 씨앗의 단면도를 그려보면 그림2와 같다. 그림 2. 씨앗의 단면도(手島, 1954)  (바) 씨앗의 싹이 트는 구조(構造)   쌍자옆(雙子葉) 식물인 완두의 싹트는 구조는 그림 3-1과 같이 지하형(地下型) 발아를 하는 것이고 단자옆(單子葉) 식물인 파의 싹트는 구조는 그림 3-2와 같이 지상형 발아를 한다. 그림 3-1. 지하형 발아를 하는 것 그림 3-2 지상형 발아를 하는 것