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소장/전시표본

제목 [화석] 관속식물

* 표본명: 관속식물, Tracheophytes, 维管植物

* 학명: -

* 분류: 식물화석


* 표본정보:

  뿌리, 줄기, 그리고 잎의 관다발이 발달하는 식물 전체를 관속식물이라고 하는데, 현재 지구를 녹색으로 덮고 있는 식물의 대부분을 차지하며, 식물계에서 가장 진화하였기 때문에 고등식물이라 한다. 이 화석은 우리나라의 경우 충남 보령에서 발견되었고, 고생대뿐만 아니라 여러 지질시대의 지층에서도 흔하게 발견되며 그 변천과정이 매우 뚜렷하다.
  최초의 관속식물 화석인 쿡소니아(cooksonia)는 영국 웨일즈 지방의 4억 2천 500만 년 전 고생대 실루리아기 암석에서 발견되었다. 그러나 부분적인 식물화석의 증거에 따르면 홀씨를 생산하는 최초의 식물은 이보다 빨리, 적어도 4억 7천 500만년 전 고생대 오르도비스기에 출현하였다. 최초의 생명은 적어도 35억 년 전 물 속에서 나타나 약 6억 년 전에는 비교적 큰 몸을 가진 다세포 동물이 얕은 바다에서 살았다. 빛과 산소, 이산화탄소가 충만한 육상으로 식물이 진출하기까지 왜 이렇게 오래 걸렸을까?
  육상으로 진출하는데 가장 큰 난관은 자외선과 물이었다. 산소 발생은 약 34억년 전에 시작되었지만 20억년 전까지 대기 중의 산소는 현재의 약 1퍼센트에 불과했다. 고생대 실루리아기에 이르렀을 즈음에야 대기 중 산소가 현재만큼 증가하고 상당한 수준의 오존층이 형성되었던 것이다. 오존층에서 자외선을 차단해도 육지는 바위와 모래만으로 이루어진, 물 속에 비해 너무나 건조하고 황량한 곳이었다. 그러나 급격한 온도의 변화, 비와 눈에 의해 바위가 부서지고 균류와 조류에서 분비되는 유기산이 바위를 녹여 서서히 흙이 만들어지고 칼슘, 마그네슘, 칼륨 같은 무기질과 질소화합물이 방출되었다.
  물은 어떻게 흡수하였을까? 쿡소니아의 뿌리에 해당되는 부분에는 이미 곰팡이류의 균류가 붙어 있었다. 몸이 흰 실 모양으로 이루어져 표면적이 넓은 균류가 뿌리를 감싸고 무기물과 물을 흡수하여 식물체에 공급하였기 때문에 식물은 건조하고 척박한 환경에서 살아갈 수 있었다. 현대에도 90퍼센트 이상의 식물의 뿌리가 균류에 감염 되어 있고 식물과 균류는 서로 생존을 도와주고 있다. 즉, 균류는 물과 무기물을 흡수하여 식물체에 전달하고 식물체는 광합성 산물의 일부를 균류에게 제공한다.
  식물과 균류를 비롯한 모든 생물이 죽어 썩어지면 흙으로 돌아간다. 약 3억 6천만년 전 고생대 데본기 이후 식물과 흙은 같이 진화하여 현재 나무들은 땅 속으로 평균 7미터까지 뿌리를 박고 있을 정도가 되었다. 흙이 깊어지면서 식물의 광합성 작용은 더욱 왕성해졌고, 사막처럼 황량하던 육상은 풀과 나무가 많은 초록 땅으로 변해갔다.


  This fossil was discovered in Boryeong, Cheongchung-Namdo. It is of a tracheophyte (vascular plant). The oldest discovered vascular plant is called Cooksonia and was found to have lived in Ireland in the Silurian period.


  根、茎、叶拥有发达的维管束的植物统称为维管束植物,包含了现今地球上大部分绿色植物,是植物界进化最完全的植物,也被称为高等植物。该化石发现于韩国忠南保宁市,不止在古生代,在各种地质时代的地层中也都有所发现,变迁过程极其明显。
  最初的维管束植物化石光蕨类(Cooksonia)被发现于英国威尔士地区大约4亿2500万年前的古生代志留纪的岩石之中。但根据部分植物化石来看,最初的孢子植物最少出现在4亿7500万年前的古生代奥陶纪。最初的生命体至少出现在35亿年前的水中,约6亿年前,体形相对较大,带有大细胞的动物出现在浅海中。那为什么植物需要花费那么久的时间才出现在阳光、氧气、二氧化碳等充足的陆地上呢?
  出现在陆地上最大的困难在于紫外线和水。虽然氧气在35亿年前已经出现,但直到20亿年前,大气中的氧含量只有如今的百分之一。到古生代志留纪,大气中的氧气含量才和今天一样,并形成了相当数量的臭氧层。即使臭氧层阻止了部分紫外线,由岩石和沙子组成的陆地与水中相比,也显得干燥而荒凉。但由于急剧的气温变化,雨雪的降落使得岩石破碎,菌类和藻类分泌的有机酸使得岩石部分溶解成土,释放出钙、镁、钾等无机物和含氮化合物。
  那么植物是如何吸收水分的呢? 光蕨类的根部已经具有霉菌类的菌类。身体呈白色线条模样,根部表面环绕着菌类,吸收无机物和水分供给植物体,因此植物可以生长在干燥贫瘠的地方。如今也有90%以上的植物的根部环绕着各种菌类,植物和菌类互相依存生长。即,菌类吸收水分和无机物传至植物,而植物部分光合作用的产物则提供给菌类生长。
  类似于植物和菌类,所有的生物死亡后都回归至土。大约3亿6000万年前古生代泥盆纪以后,植物和土进化成为现在土地中平均7米左右的扎根程度。随着土地深度增加,植物的光合作用更加完全,像沙漠一样荒凉的陆地渐渐成为了覆盖着草地和树木的绿色土地。

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