세대교번 및 육상생물의 문제

세대교번

 

유성생식에는 감수분열(meiosis)과 수정(fertilization)의 두 과정이 포함된다. 감수분열이 일어날 때 염색체수는 배수체에서 반수체로 줄어들며, 수정시에는 두 배우자의 핵이 융합하므로 염색체의 수가 반수체에서 배수체로 다시 증가한다. 생물에 따라 세부적인 면에서는 차이가 있을 수 있지만 유성생식이 계속되려면 감수분열과 수정이 번갈아가며 일어나야만 한다.

식물의 생활은 대부분 감수분열과 수정에따라 두 시기 또는 두 세대(generation)로 나뉜다. 배우체 세대(gametophyte generation)는 감수분열에서 형성된 포자로부터 시작된다. 포자는 반수체이며, 포자가 유사분열을 하여 만들어진 모든 세포 또한 반수체이다. 배우체 세대에 생성되는 세포 중에 배우자가 있다. 두 배우자가 융합하면서 포자체 세대(sporophyte generation)가 시작된다. 포자체 세대는 접합자로부터 시작되는 것이다. 포자체 세대의 세포는 배수성의 염색체를 가지며, 이 세포들이 유사분열을 하여 생성되는 세포들 또한 배수체이다. 결국에는 이 중의 특정 세포들이 감수분열을 하여 포자를 만들고 새로운 배우체 세대를 시작한다.

 

육상생물의 문제

식물 중의 일부는 수중에서 살지만 대부분의 식물은 육상에서 산다. 여러 종류의 식물은 각각 다양하게 적응함으로써 육상에서 생활할 수 있다. 식물이 어떻게 물을 섭취하여 자신의 세포가 수분을 유지하도록 하는지를 중심 주제로 다룬다. 그리고 식물이 어떻게 적응하여 유성생식을 하게 되었는지를 다룰 것이다.

문제는 실제로 두 가지이다. 하나는 배우자가 매우 손상되기 쉬운 단세포라는 점이다. 타가수정(cross-fertilization)이 일어나려면 두 배우자가 서로 안전하게 만날 수 있는 기작이 있어야 한다. 그런데 식물은 스스로 운동할 수 없기 때문에 문제가 심각하다. 식물의 운동성 결여는 또 다른 문제를 야기한다. 이는 유성생식에 의해 생긴 자손이 어떻게 모체로부터 멀리 퍼져 나가 지나친 경쟁없이 필요한 태양광선, 물, 토양의 무기염류 등을 충분히 받아들이는가 하는 점이다. 여러 종류의 식물은 배우자들의 만남과 새로운 지역으로의 종의 분산이라는 요구 조건을 다양한 방식으로 수행한다. 여기서 우리는 식물의 가장 큰 그룹인 꽃피는 식물, 즉 피자식물(angiosperm)이 이런 문제를 어떻게 처리하는지를 알아보고자 한다.