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34.10: 빛 획득
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Biology

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전사물

34.10: 빛 획득

식물은 포도당을 생산하기 위해서 충분한 빛 에너지를 포착해야 합니다. 여러 현대의 식물은 빛 획득에 특화된 잎을 진화 시켜 왔습니다. 나뭇잎은 환경에 따라 너비가 밀리미터 또는 수십 미터까지 됩니다. 햇빛을 둘러싼 경쟁을 통해 진화는 식물이 이웃에게 가려지지 않도록 점점 더 큰 잎과 더 큰 식물로의 진화뿐만 아니라 물과 영양분을 운반하는 기작과 뿌리의 정교화도 이끌어 냈습니다.

큰 잎은 물 손실에 더 취약하기 때문에 가장 큰 잎은 일반적으로 강우량이 많은 식물에서 발견됩니다. 가장 건조한 환경에서는 다육식물의 엽록체가 식물의 줄기에 위치하여 증발을 최소화합니다. 태양을 향하는 나뭇잎의 방향 또한 빛 획득에도 영향을 미칠 수 있습니다. 유난히 햇빛이 잘 드는 환경에서는 수평으로 향하는 잎이 탈수되기 쉽습니다. 초원 같은 이런 환경에선 나뭇잎이 태양이 하늘에 낮게 떠 있을 때 빛을 포착하기 위해 수직으로 방향을 잡아 햇빛의 피해를 줄일 수 있습니다.

또한 빛 획득은 줄기 대비 잎의 위치 의해 최적화될 수 있습니다. 줄기에 대한 잎의 배열은 잎차례(phyllotaxy)라고 불립니다. 어긋나기(alternate phyllotaxy)는 단일 잎이 줄기의 단일 위치에서 나타나는 경우입니다. 마주나기(opposite phyllotaxy)는 같은 위치에서 정반대 방향으로 두 개의 잎이 나타나는 경우입니다. 돌려나기(whorled phyllotaxy)는 줄기의 같은 지점에서 여러 개의 잎이 나오는 것을 말합니다. 식물 호르몬 옥신(auxin)은 식물의 줄기에서 잎이 나오는 패턴을 조절합니다.

엽면적지수(Leaf Area Index, 줄여서 LAI)는 빛 획득 효율성을 나타냅니다. 식물의 잎 한쪽의 수평 표면적을 측정하고 식물이 덮고 있는 수평 지면 면적을 기준으로 나누면 LAI를 얻습니다. 일반적으로 LAI가 높을수록 빛 획득 효율성이 높아집니다. 그러나, 7보다 큰 LAI는 낮은 잎의 음영과 가지치기 현상을 일으키며, 빛 획득에는 추가적인 영향을 주지 않습니다. 실제로, LAI 측정은 위성 이미지를 통해 수행되며 생태계의 생산성을 측정하는 데 사용됩니다.


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