식물들이 낮동안에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수하고 물과 햇빛을 이용해 탄소동화작용을 하는 것이 일반적인 일입니다. 하지만 낮이 아닌 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수하는 식물들이 있다는 거 아시나요? 이 들은 왜 이런 방식의 생존전략을 세웠고 어떤 종류의 식물들이 이런 광합성을 하는지 알아봅니다.
낮에 기공을 닫고 밤에 열어 이산화탄소를 흡수하는 식물을 CAM(crassulacean Acid Metabolism) 식물이라 합니다. CAM은 '크라슐산 대사'라 표현하기도 합니다. 이러한 식물들의 대표적인 게 다육식물, 선인장인데 뜨겁고 건조한 환경에서 생존하기 위한 독특한 메커니즘을 진화시켰다고 볼 수 있습니다. 고온 건조한 환경에서 낮동안에 기공을 열면 체내 수분의 지나친 증발로 인해 탈수되어 죽기 때문에 낮보다 공중습도가 높고 온도가 낮은 밤중에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수합니다.
이런 메커니즘은 CAM식물이 물을 보존하고 다른 식물들이 어려움을 겪을 수 있는 고온의 건조한 환경에서 생존할 수 있도록 해줍니다. 또한 CAM식물은 이산화탄소를 저장할 수 있기 때문에 기공이 닫힌 상태에서도 낮 동안 광합성을 할 수 있어 다른 식물보다 물 사용에 효율적이라 할 수 있습니다.
이산화탄소의 체내 고정
밤 동안 기공을 열어 흡수한 이산화탄소는 말산(malic acid)의 형태로 액포에 저장되고 낮에 다시 이를 분해하여 이산화탄소로 바꾼 다음 빛과 물을 이용해 광합성을 하는 것으로 알려져 있습니다. 정말 놀라운 방식이고 놀라운 진화라는 생각이 듭니다.
CAM 식물에는 어떤 종류가 있을까?
앞에서 언급했듯이 크라슐산 대사를 하는 대표적인 식물은 사막지역의 식물들을 꼽을 수 있습니다. 우리가 흔히 알고 있는 다육식물과 선인장입니다. 뜨겁고 건조한 환경에서 살아남기 위한 당연한 생존 전략이라 할 수 있겠습니다. 사막지역의 식물들 말고도 나무나 바위에 붙어 자라는 착생식물에도 크라슐산 대사를 하는 식물들이 많다고 알려져 있습니다. 그 대부분은 난과식물인데 착생란들은 땅에 뿌리를 박고 있지 않아 빗물이나 이슬에 수분을 의지할 수밖에 없기 때문에 비가 오지 않는 건기에는 수분을 지키면서 광합성을 하기 위해 크라슐산 대사를 하는 방식으로 진화했다고 볼 수 있겠습니다. 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 난과식물에는 호접란, 덴파레, 풍란, 석곡을 들 수 있습니다. 난과식물 말고도 양치식물에도 이런 대사를 하는 식물들이 있다고 합니다. 나무 중에는 바오바브나무가 CAM식물로 유명합니다.
생활 속 CAM식물 이용하기
이렇게 크라슐산 대사를 하는 식물을 우리 생활에서 어떻게 이용하면 좋을까요? 집안에 일반 식물을 많이 기를 경우 밤 시간에 호흡작용으로 인한 이산화탄소 배출이 많아지면서 실내 이산화탄소량이 많아질 수 있는데 CAM식물을 적절히 섞어서 기른다면 이런 문제를 해결할 수 있을 것입니다. 특히 야간에 밀폐된 침실의 경우 이런 식물을 둔다면 공기의 질이 좋아지는 건 당연하다 하겠습니다. 밤동안 이산화탄소 흡수량을 늘리기 위해서는 낮동안 광합성 량이 많아야 하기 때문에 낮에는 해가 잘 드는 곳에 두었다가 밤에 침실로 옮기는 것이 좋겠습니다.
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