열대식물 잎이 구멍이 나고 찢어지는 이유: hole Theories

관엽식물들이 인기를 끌고 있는데 주요 특징을 보면 유묘일 때 구멍이 없다가 커가면서 구멍이 생기고 잎이 찢어지는 경우가 있다(예. 몬스테라, 라피도포라, 에피프레넘)

몬스테라를 예시로 보면 어릴 때는 잎이 동그랗다가 커지면서 하단과 같이 잎 양옆이 찢어지고 중간에 구멍이 납니다.

몬스테라

 

밑에 구멍 난 흔적은 냥이가 신엽 보고 깨물어버려서 이빨 자국 났습니다.... ㅜ

열대우림 식물들이 구멍이난 이유에 대해서 많은 가설들이 존재한다. 가장 유력한 가설은 열대우림 속에서 하단의 잎까지 빛이 닿을 수 있도록 찢어지고 구멍이 났다는 것이다.
몬스테라 속은 남멕시코가 원산지입니다. 구멍에 대한 여러 가지 가설들이 있는데...

몬스테라 잎 연결된 부분이 찢어진다.

1. 강한 바람이 부는 경우 잎이 크면 부러질 수 있어 바람이 통과하도록 구멍이 생기도록 진화했다
2. 온도 조절하기 위해서다.
3. 비가 오면 구멍을 통해 떨어지게 되어 뿌리에 물을 더 많이 보낼 수 있다.
4. 초식동물들로부터 보호하기 위해서 캐모플라지(위장) 한 것이다. (맛없어 보이기 때문이레요.. 하지만 저희 집 냥이는 제일 많이 찢어진 신엽만 물었더라고요 ㅎㅎ)

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최근에 한 인디아나 대학의 Christopher Muir라는 생물학자의 연구에 의하면 열대 우림 속에서 더 많을 빛을 받기 위해 잎이 찢어지도록 합니다.
해당 학술지 참고하고 싶은 분은 확인해주세요.
Christopher D. Muir (2013) How Did the Swiss Cheese Plant Get Its Holes?
개인적인 의견으로 이 연구가 어느 정도 신빙성이 있다고 생각합니다. 몬스테라 아단소니는 큰 광량을 요구하지도 않고 많은 물을 요구하지도 않지만 공중 습도가 높아야 합니다. 또한 봉 태워주면 봉에 물 주면 공중 뿌리로도 수분을 흡수합니다.
몬스테라 델리오사의 경우 구멍을 빨리/많이 내려면 큰 애들에게 많은 광량(밝은 그늘)과 적당한 양의 물, 비료가 필요한데 대부분 광량 얘기 많이 하시더라고요 하더라고요.
위의 가설 중 열대우림 속의 하목층에서는 환경변화에 큰 영향을 주는 요소가 별로 없을 듯합니다. 몬스테라 델리오사나 아단소니는 덩굴식물이기 때문에 나무를 타며 나무 그늘에서 자라게 됩니다. 온도의 변화도 크지 않고 강한 바람이 불어도 큰 영향을 미치기는 힘들어 보입니다.
Muir는 수학적 모델을 사용해서 구멍에 있는 잎과 없는 표면적이 동일한 잎을 비교했는데 두 잎 모두 구멍과 상관없이 동일한 양의 햇빛을 받는다는 것입니다. 하지만 차이점은 표면적은 동일하지만 구멍이 있는 잎은 구멍이 나고 찢어지면서 공간을 더 많이 차지하기 때문에 햇빛을 더 받을 수 있습니다. 따라서 구멍이 없는 몬스테라에 비해서 잎에 구멍(leaf fenestration)이 있는 몬스테라의 성장 속도의 '분산'이 작아지게 됩니다.

Figure1.The figure from How Did the Swiss Cheese Plant Get Its Holes? (2013) by Muir

몬스테라 구멍

몬스테라는 어렸을 때는 구멍이 없었다가 크면서 구멍이 생기면서 잎이 찢어지게 됩니다. 이러한 생애에 걸쳐 특정 부분이 변화하는 식물들은 식물학에서는 이종 모세포(Heteroblasty)라고 불립니다. 가설을 왜 유묘였을 때는 구멍이 없었다가 있었는지도 설명을 합니다. 유묘는 땅에서 자란 지 얼마 되지 않아 나무를 타지 못하고 최하단 층에 있어 수직으로 햇빛을 받게 됩니다. 하지만 계속 다른 잎들을 거치고 들어오면서 양과 세기가 충분치 않습니다. 얻는 햇빛의 양이 너무 적어서 구멍을 만들어내는 에너지 소모가 더 크기 때문에 만들지 않는다는 것입니다.

이종 모세포(Heteroblasty)
특정 식물의 수명 동안 발생하는 형태와 기능의 중요하고 갑작스러운 변화 위키 백과 - 백과사전 site:ko.wikiqube.net)
생태학적으로는 유묘때와 성숙기 때에 잎, 줄기의 차이를 말할 수 있습니다. 주로 덩굴 식물에서 많이 나타납니다.

하지만 어느 정도 성숙한 몬스테라는 잎이 커지고 나무를 타고 올라가면서 구멍을 만들어는 에너지 소모보다 잎에 구멍을 내어 얻는 혜택이 더 크기 때문에 위로 올라가면서 (비교적) 더 많은 광량을 받아 빠르게 성장하게 됩니다.
하단의 표에서는 성장 속도의 분산이 성숙기의 몬스테라가 높다고 하는데 이 의미는 이 세 가지를 비교했을 때 상대적인 비교로 의미합니다. 위에서는 구멍의 유무에 따른 분산에 대한 설명입니다.

Table 2: Three relevant scenarios of selection for leaf fenestration . The table from How Did the Swiss Cheese Plant Get Its Holes? (2013) by Muir

 

하목층
열대우림은 다양한 층(층상구조)으로 나누어집니다. canopy 레벨의 우거진 나무 하단의 층을 하목층(understory/understorey)라고 불립니다. 나무로 인해 그늘지고 빛과 물이 걸러져서 들어와 더욱더 생존경쟁이 치열합니다. (거의 빛이 95%가 차단된다네요) 주로 높은 습도와 광량이 약해도 잘 살 수 있는 식물들이 주로 이룹니다.

dkfindout.com/uk

 

제 설명이 부족해서 다시 추가했습니다. 틀린 점이나 부족한 점 있으면 밑에 적어주세요 ㅎㅎ.. 저도 배우는 과정이라서
출처:
Muir, Christopher D., et al. “How Did the Swiss Cheese Plant Get Its Holes?” The American Naturalist, vol. 181, no. 2, 2013, pp. 273–281. JSTOR, www.jstor.org/stable/10.1086/668819. Accessed 21 July 2021. 

 

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