식물학의 정의

1. 식물학이란?

식물학(植物學)은 생물학의 한 갈래로서, 식물을 대상으로 생명 현상을 연구하는 학문이다. 식물학의 범위는 식물의 구조, 성장, 생식, 물질대사, 진화, 질병, 화학적 특성, 그리고 다른 식물들과의 진화적인 관계에 대한 전반적인 연구를 포함한다. 가장 오래된 과학 분야의 하나인 식물학의 첫걸음은 식용, 약초, 그리고 독초(poisonous plant)를 구분하는 것으로 시작한다. 식물에 대한 이러한 오랜 관심으로 식물은 현재 약 550,000여 종으로 분류된다.

 

2. 식물이란?

식물(植物)은 분류학적으로 식물계(植物界)에 속하는 생물이다. 보통 광합성을 하여 에너지 비축에 필요한 녹말을 만드나, 일부 기생식물과 공생식물처럼, 엽록소를 잃고, 대신 직접 포식하거나, 기생, 공생 등으로 양분을 얻는 종도 있다. 원래 식물은 운동성이 거의 없으나, 파리지옥, 신경초, 무초처럼 민첩한 운동을 하는 식물도 몇 종 있다.
아리스토텔레스는 모든 생물을 식물(일반적으로 움직이지 않는)과 동물(가끔씩 먹이를 찾으러 움직이는)로 구분하였다. 칼 폰 린네 시스템에서는 식물계와 동물계가 되었다. 균과 일부 조류(藻類) 그룹은 새로운 식물계에서 제거되었다.
현대에서 식물이란 많은 세포로 이루어져 있으며,  셀룰로오스가 풍부한 세포벽을 가지고 있으며,  엽록소를 가지고 있어 광합성을 하며,  육상생활에서의 여러 가지 면에서 적응된 생물이다.

위의 설명처럼 조류는 더 이상 식물계에 속하지 않는다. 조류는 광합성을 통하여 에너지를 만드는 여러 그룹의 유기체들로 이루어져 있으며 이들은 각기 광합성을 띠지 않는 원종(原種)으로부터 독립적으로 일어난다. 조류 가운데 가장 눈에 띄는 것이 다세포 조류인 바닷말인데 토양 식물과 매우 닮았지만 녹조류, 홍조류, 갈조류로 분류된다. 이러한 각 조류 그룹은 다양하고도 미시적인 단세포 유기체를 포함하기도 한다.

균의 분류는 최근의 생물 역사에 이르기까지 논란이 일었다. 이들은 분명히 동물이 아니었기에 린네의 원래 분류는 균을 식물계 안으로 넣었다. 나중에 미생물학이 발전하자 19세기 에른스트 헤켈은 새롭게 발견한 미생물을 분류할 필요를 느꼈다. 이를 동물계에 넣지 않고 대신 원생생물계라는 새로운 계를 만들었는데 균이 식물계에 들어가는 것이 적절한지 원생생물계로 다시 분류되는 것이 맞는지 논란이 일었다. 헤켈은 스스로 이를 결정하는 것이 어렵다는 것을 알았다. 1969년에 로버트 휘태커는 균계를 만들 것을 제안하였다.

이러한 휘태커의 균은 일반적으로 주변 물질을 분해하거나 흡수하여 탄소를 얻는 종속영양생물(영양소를 다른 생물이 만든 유기물에 의존하는 생물)이거나 다세포 부생 생물로 볼 수 있다.

 

3. 식물의 계통
화석으로 생물 변천 과정을 추측할 수 있는 지질시대 이후부터 현재에 이르기까지 동물은 식물이 만들어낸 물질을 이용하여 왔다. 따라서, 이와 같은 생각에 기초를 둔다면, 지구상에 최초로 등장한 생물은 독립 영양 식물이었을 것이다. 그러나 이러한 추측과 달리, 오늘날에는 오파린이 제창한 코아세르베이트설이 유력시되고 있다. 즉, 오파린은 원시 해양 속의 단백질·핵산·당류 등의 유기물들은 전하를 지니고 있어서 주위에 물분자들을 잡아당겨서 콜로이드 입자 상태로 존재하였으며, 이들 콜로이드 입자들은 서로 모여 간단한 막에 싸이면서 액체 방울을 이루어 주위와 경계를 이루게 되었다고 설명하고, 이를 '코아세르베이트'라고 불렀다. 그리고, 그는 원시 생명체는 이 코아세르베이트의 상태에서 출발했다고 가정하며 코아세르베이트가 주위에서 각종 무기물과 유기물을 흡수함으로써 점점 원시세포의 형태로 발전되어 갔다고 설명하였다. 실제로 코아세르베이트는 생김새가 아메바 등의 미생물 세포를 닮았고, 효소와 핵산이 존재할 경우 주변의 물질을 그 속으로 받아들이고 분열을 하며 증식하는 등 생명체와 유사한 활동을 하는 것을 관찰할 수 있다. 따라서, 이와 같은 코아세르베이트가 핵산이나 효소의 존재하에서 물질대사 기능과 자기 복제의 기능을 갖게 됨으로써 원시 생명체가 탄생되어 현재에 이르는 단계에까지 진화되었다고 생각된다. 이처럼 원시 생명체가 유기물의 화학적 진화에 의해 만들어졌다면, 코아세르베이트는 다른 코아세르베이트와 합쳐지거나, 원시 바다의 유기물을 끌어들여 생활하고 있었을 것이므로, 원시 지구에 최초로 출현한 생물은 종속 영양 생물이었을 것이다.

한편, 초기의 종속 영양 생물이 증식하면서 해양 속에는 유기물들이 급격히 감소하였을 것이며, 또 지구가 점차 냉각됨에 따라 유기물의 자연 합성도 점차 줄어들었을 것이다. 당시의 지구상에는 산소가 없었으므로 종속 영양 생물들의 무기 호흡, 즉 물속에서 당과 같은 유기물을 얻어 분해함으로써 발생하기 시작한 이산화탄소는 해양과 대기 중에 점점 증가되어 갔다. 따라서 원시 생명체는 변화된 환경에 적응하여 살아남기 위해서는 새로운 생존 방법을 취해야만 하였다.

 

4. 식물의 현존하는 종의 수
각 식물 문(門)의 현존하는 종의 수는 아래와 같다.
녹조류 (Green algae) 녹조식물문 (Chlorophyta) 3,800
윤조식물문 (Charophyta) 4,000 - 6,000
선태식물 (Bryophytes) 우산이끼문 (Marchantiophyta) 6,000 - 8,000
각태식물문 (Anthocerotophyta) 100 - 200
선태식물문 (Bryophyta) 12,000
양치식물 (Pteridophytes) 석송문 (Lycopodiophyta) 1,200
양치식물문 (Pteridophyta) 11,000
종자식물 (Spermatophyta) 소철문 (Cycadophyta) 160
은행나무문 (Ginkgophyta) 1
구과식물문 (Pinophyta) 630
마황문 (Gnetophyta) 70
속씨식물문 (Magnoliophyta) 258,650