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35.2:

속씨식물 생활사

JoVE 核
生物学
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JoVE 核 生物学
The Angiosperm Life Cycle

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속씨식물은 지구상에서 가장 다양한 그룹인데꽃, 열매 나무, 풀 채소 및기타 꽃 식물이 여기에 속한다꽃씨 식물의 생명 주기는포자를 형성하는 포자체 단계가 주류이고성 배우체 단계는 없다침엽수처럼, 속씨식물은 두 종류의 포자를 생산한다이들 암수 생식 세포는뚜렷한 생식 꽃기관에서 생성된다거대 포자는 심피에서 생성된다심피에는 씨방과 밑씨가 들어 있다밑씨에는 대포자낭이 들어 있는데대포자가 생성되는 곳이다각 대포자낭 안에는 대포자 모세포가들어 있다대포자 모세포는 감수 분열로 네 개의 대포자를 생성하는데하나는 생존하여 배낭으로 발달하는데배낭은 알과 소수의 다른 세포로 구성되어있다소포자는 꽃밥에서 나오는데 이들은수술 끝에 있다꽃밥 안에는 소포자낭이 있는데소포자 모세포가 들어 있다소포자 모세포는 감수 분열로 소포자를 생성한다소포자는 화분립으로 발달하는데화분립에는 관세포와 생식 세포가 들어 있다화분이 암술머리에 도착한 후에심피의 윗 부분인 관세포가꽃가루 관이 된다꽃가루 관은 심피에서 밑씨까지 뼏치는데배낭을 포함하고 있다생식 세포는 분열하여 두 개의 정자를 만들어낸다이 정자들은 함께 밑씨로 방출되는데이중 수정의 행위로 이루어진다하나가 알을 수정하고 다른 하나가배낭의 중심 세포를 수정한다수정된 알은 이어 접합자를 형성하는데추후 배아로 발달한다수정된 중앙 세포는 배젖을 만드는데영양 구조 조직이다배아와 배젖은 종자로 들어간다많은 속씨식물에서 씨방은이어서 열매로 발달하는데보통 여러 개의 종자, 즉 수정된 씨방을 포함한다열매는 여러 가지 형태를 취하고대개 종에 따라 다양한데가끔 본래의 밑씨와 모양이 비슷하기도 하고어떤 때는 추가 조직을 모집하거나여러 꽃 조직을 합쳐서 집단적인열매를 만들어낸다마지막으로 발아한 종자는성숙한 포자체로 발달하여 꽃을 만들면서 또다른 생명 주기를시작한다

35.2:

속씨식물 생활사

식물은 반수체(haploid) 단계와 이배체(diploid) 단계, 이렇게 두 개의 다세포 단계로 나뉘는 생활사를 가지고 있습니다. 반수체 단계는 배우자(gamete)를 생산하는 배우체(gametophyte)이고, 이배체 단계는 포자를 생산하는 포자체(sporophyte)입니다.

현대 식물의 대부분은 종자에서 자라 꽃과 열매를 생산합니다. 이런 식물을 속씨식물(angiosperm)이라고 부릅니다. 속씨식물은 보호용 종피(seed coat), 영양 공급원, 그리고 배아(embryo)로 구성된 구조인 종자(seed)에서 시작됩니다. 종자는 우리에게 친숙한 꽃을 생산하는 식물 형태인 포자체로 발달합니다.

속씨식물의 생식 주기는 꽃이 피는 것에서부터 시작합니다. 수술과 심피는 포자낭(sporangia)을 가지고 있으며, 포자정모세포(sporocyte)라고 불리는 포자 생성 세포를 가지고 있습니다. 포자체는 기원에 따라 난자나 정자 포자를 생산합니다.

예를 들어 소포자(microspore)는 수술(stamen)의 끝부분 꽃밥(anther)에서 생성됩니다. 소포자는 꽃가루 알갱이(pollen grain), 즉 수배우체로 발달합니다. 꽃가루 알갱이에는 관세포(tube cell)와 정자로 발전하는 생식세포(generative cell)가 있습니다.

심피는 씨방(ovary)과 밑씨(ovule)로 이루어져 있습니다. 대포자(megaspore)는 밑씨 안에서 생성됩니다. 그리고 이는 난자를 포함하고 있는 배낭(embryo sac), 즉 암배우체로 발달합니다.

수분(pollination)은 정자를 생산하는 꽃가루 알갱이가 난자를 포함하는 배낭에 도달하도록 해줍니다. 배낭은 제자리에 있는 반면, 꽃가루 알갱이는 바람, 물, 또는 동물에 의해 운반될 수 있습니다.

정자가 난자를 수정하기 위해선 꽃밥에서 방출된 꽃가루가 심피 끝의 끈적끈적한 암술머리(stigma)에 도달해야 합니다. 그러고 나서 꽃가루 알갱이의 관세포는 심피를 따라 난자까지 연결되는 꽃가루관(pollen tube)이 됩니다.

속씨식물은 일종의 중복수정(double fertilization)을 거쳐 배아와 영양 저장고인 배젖(endosperm)을 생성합니다. 배아와 배젖은 종피에 포장된 종자를 형성합니다. 밑씨가 종자가 되면, 씨방은 대개 종자를 보호하고 분배하는 것을 돕는 열매로 발달합니다.

Suggested Reading

Bleckmann, Andrea, Svenja Alter, and Thomas Dresselhaus. 2014. “The Beginning of a Seed: Regulatory Mechanisms of Double Fertilization.” Frontiers in Plant Science 5 (November). [Source]

Endress, P. K. 2011. “Angiosperm Ovules: Diversity, Development, Evolution.” Annals of Botany 107 (9): 1465–89. [Source]