식물의 조상 5억년 전 번성했던 조류로 추정
녹조류에서 진화했을 것이라 생물학자 추측

초등 교육과정에서는 1학년부터 씨앗을 심고 가꾸는 등 식물에 대해 배우게 됩니다. 이런 식물의 조상은 무엇이며 어떻게 환경에 적응하고 진화했는지를 아는 것은 식물을 이해하기 위한 중요한 요소라고 할 수 있습니다.
식물의 조상은 5억 년 전쯤 바닷가나 호숫가에서 번성했던 조류였을 것으로 추정하고 있어요.
조류는 색깔에 따라 녹조류, 갈조류, 홍조류 등으로 구분하기도 하죠. 특히 녹조류는 엽록체나 광합성색소의 구성이 식물과 비슷하고 대부분 섬유소로 이루어진 세포벽이 있습니다.
또, 탄수화물을 녹말의 형태로 저장하는 등 식물과 유사한 점이 많기 때문에 많은 생물학자들이 녹조류에서 식물이 진화하였을 것이라고 생각하고 있죠. 바닷가나 호숫가에서 밀물과 썰물의 영향을 받던 곳에 살던 일부 조류가 썰물 때 물이 빠져 공기 중에 노출되었는데도 죽지 않고 살아남았을 것이라고 추리해요.
이렇게 살아남은 조류를 중심으로 자연선택이 이루어져 어떤 종은 물 밖에서 계속해서 살 수 있도록 적응 되었을 것이라고 보는 것이죠. 현재의 조류 중 차축조류는 생김새가 식물과 유사하고 생식과정과 염기서열, 세포의 구조, 물질대사를 분석한 결과도 식물과 밀접한 관계가 있는 것으로 밝혀졌답니다.
식물이 원생생물에 해당하는 미역이나 해캄과 같은 조류와 다른 점은 육상생활에 적응했다는 점입니다. 물에 사는 조류는 물에 의해 지탱되기 때문에 몸체를 지지해주는 단단한 조직이 없습니다. 또, 모든 부분이 물에 직접 노출되어 있어 물에서 양분과 이산화탄소를 쉽게 얻을 수 있으며 몸 전체가 빛을 흡수하여 광합성을 할 수가 있죠.
따라서 조류는 물질의 이동이 필요 없기 때문에 수송기관인 관다발도 필요 없어요. 육상에 진출한 식물은 주변을 둘러싼 물이 몸을 지탱해 줄 수 없으므로 스스로 자신의 몸을 지탱할 수 있도록 단단한 세포벽이 발달했답니다.
또, 공기와 토양이라는 두 가지 환경에서 필요한 물질을 얻어야 했기 때문에 뿌리, 줄기, 잎이라는 세 기관으로 구조가 나뉘게 되었어요. 뿌리는 땅속으로 뻗어 식물을 정착시키고 토양에서 물과 무기양분을 흡수하는 기능을 하죠.
줄기와 잎은 공기 중으로 뻗어 필요한 양분을 얻습니다. 또, 공기 중에서 수분손실을 막기 위해 큐티클층이 발달하여 줄기와 잎을 덮게 되었죠.
큐티클층은 수분뿐만 아니라 공기의 출입도 막기 때문에 잎에 기공이라는 작은 구멍을 만들어 기체교환을 하게 되었답니다. 잎이나 줄기의 세포 안에는 광합성을 하는 엽록체가 들어 있어요.
식물은 뿌리에서 얻은 물과 무기양분을 잎으로 이동시키고 광합성을 통해 얻은 당을 몸 전체로 이동시킬 수 있는 관다발이 몸 전체에 연결되어 있죠.
조류는 물속에 살기 때문에 생식 과정에서 배우자나 자손이 마르지 않지만 식물은 배우자나 발생 중인 배가 건조해지지 않도록 습도가 유지되고 양분을 공급해주는 배우자주머니에서 배우자를 생산하고 배가 자라게 됩니다.
따라서 식물이 육상생활에 적응할 수 있었던 것은 뿌리, 줄기, 잎, 큐티클층, 기공, 관다발 등이 발달하고 배가 발생하는 배우자주머니를 가졌기 때문이며 이것이 물에 사는 조류와 다른 점이랍니다. (출처:지도서에 나오지 않는 과학이야기, 교육부)
이한민 고성광산초교 교사