피마자 씨앗

씨라고도 한다. 식물의 생활사에서 종자는 휴면상태(休眠狀態)에 해당되며, 그 속에 들어 있는 배(胚)는 어린 식물로 자라서 새로운 세대로 연결된다. 성숙한 종자는 배와 배젖 및 바깥에 있는 종피로 구성되어 있다. 종자에는 배젖[胚乳]이 있는 유배유종자(有胚乳種子)와 배젖이 발달하지 않은 무배유종자(無胚乳種子)가 있다. 종피는 종자를 둘러싸서 보호한다. 배젖은 배낭의 중심핵에서 형성되며 영양물질을 저장하고 있으나 무배유종자에서는 떡잎이 영양물질을 함유하고 있다.

종자는 그 저장물질에 따라서 녹말을 주영양물질로 저장하는 녹말종자(벼·옥수수), 지방을 주로 저장하는 지방종자(유채·아주까리·참깨)가 있다. 종자는 성숙과 더불어 휴면상태에 들어가며 건조에 잘 견디는 것이 보통인데, 수분·온도·산소 조건이 적당하면 발아하여 새로운 식물체로 자라게 된다. 종자생산 양식에 따라 생육기간 중에 1회 종자를 만드는 것, 여러 번 종자를 만드는 것이 있다.

1. 형성

종자의 형성은 식물의 종류에 따라 많은 차이가 있지만 고등식물인 종자식물에서는 ［표］와 같이 형성된다. 수술의 꽃밥에서 만들어진 화분(花粉)이 바람·곤충 등의 매개로 암술의 암술머리에 도달하면 수분(受粉)이 일어나고, 이어 복잡한 과정을 거쳐서 수정(受精)이 이루어진다. 수정된 난세포는 세포분열 과정을 거쳐서 배를 형성한다.

겉씨식물에서는 중앙세포 내의 난핵이 수정한 후 유리핵분열(遊離核分裂)을 하여 다수의 핵을 형성하는 한편, 세포막이 형성되어 전배(前胚)로 되며, 여기에서 분화하여 배를 만들고 다시 배는 떡잎·배축(胚軸)·어린눈[幼芽] 및 어린뿌리[幼根]로 분화하게 된다. 이때 배젖과 종피도 발달하여 종자가 완성된다.

속씨식물에서는 중복수정을 하는데 수정한 난핵이 분열하여 배를 형성하고, 2개의 극핵과 1개의 웅성생식핵이 다른 양식으로 수정한 후 배젖으로 발달한다. 배는 자라서 떡잎·배축이 형성되고, 배축에서 어린줄기와 어린뿌리의 구분이 생긴다. 주피는 발달하여 종피가 되고 이것이 배와 배젖을 둘러싸서 종자가 만들어진다.

2. 구조

종자는 식물의 종류에 따라 크기·모양이 일정하지 않고 다양한 구조가 된다. 일반적으로 바깥쪽은 종피라고 불리는 껍질로 싸여 있고 내부에는 장차 새로운 식물체로 발달될 배와 발아 중에 필요한 영양분을 간직하는 배젖의 3부분으로 되어 있다. 종피는 1장 또는 2장으로 이루어져 있는데 2장인 경우에는 내종피와 외종피로 나누어진다. 내종피는 부드러운 조직인 경우가 많으나, 외종피 및 종피가 1장인 경우에는 세포벽이 목질화되었거나 코르크화하여 후막조직(厚膜組織)으로 된 것이 많다.

겉씨식물인 은행나무·소철·주목과(科)식물은 떡잎이 2장(드물기는 하지만 3장일 때도 있다), 소나무과는 3∼15장의 떡잎이 있다. 쌍떡잎식물에서는 떡잎은 2장이며, 그 사이에 상배축이 위치한다. 떡잎은 식물에 따라 종자가 발아한 후에 땅 위에서 퍼지는 것(땅위떡잎)과 땅속에 그대로 머물러 있는 것(땅속떡잎)이 있다.

일반적으로 땅위떡잎[地上子葉]은 녹색으로 되어 동화작용을 하며, 땅속떡잎[地下子葉]은 다육(多肉)이며 양분을 많이 저장한다. 외떡잎식물에서는 떡잎이 1장이며 배의 위쪽에 위치하고 그 빝동의 옆에 어린줄기가 위치한다. 떡잎의 모양은 식물의 종류에 따라 다르며, 일반적으로 배젖에 인접하여 있고 발아할 때에 양분을 흡수하여 어린 식물체에 보내는 역할을 하는 것으로 생각된다. 화본과식물에서는 떡잎을 배반(胚盤)이라고 하며, 배젖에 밀착하여 영양분을 흡수한다. 겉씨식물의 배젖에는 마황과식물을 제외하고는 배가 형성되기 전에 이미 전엽체(前葉體) 속에 녹말·지방·단백질의 저장조직으로 발달된 것이 있다.

속씨식물에서 배젖은 중복수정 때에 형성된 배젖핵에서 유래한 것으로 이것을 내배유(內胚乳)라 한다. 명아주과나 석죽과의 식물같이 밑씨의 주심조직(珠心組織)에서 배젖이 형성되는 것이 있는데, 이것을 외배유(外胚乳)라 하여 구분한다. 콩과·참나무과·겨자과 식물 등에서는 배발생 도중에 배젖이 소실하며, 따라서 종자 내에는 배젖이 없다. 이와 같이 종자에 배젖이 없는 것을 무배유종자라고 하는 데, 영양분은 떡잎 속에 저장되므로 떡잎이 다육질로 비후되어 있다.

3. 종류와 기능

성숙한 종자에서 종피의 구조와 외부형태는 과육과 더불어 종자의 산포와 밀접한 관계가 있다. 고착성생물인 식물에서 종자의 산포는 거리를 이동할 수 있는 기회이다. 종자가 산포되는 방법에는 바람에 의한 방법, 동물에 의한 방법, 열매 자체의 열개압출에 의한 방법, 물의 흐름에 의한 방법 등이 있다. 바람에 의한 종자의 방법은 풍산포(風散布)라고 하는데, 이것은 종자에 털이나 날개가 달려 있으므로 바람에 잘 날려서 종자가 비산(飛散)되는 것으로, 단풍나무·민들레·소나무·버드나무 등의 종자가 이에 해당된다.

동물에 의한 방법은 동물산포(動物散布)라고 하며, 종자에 갈고리나 미늘과 같은 장치가 있어서 움직이는 동물의 몸이나 털에 쉽게 붙어서 종자가 산포되는 방법과 맛있는 과육 때문에 새나 짐승이 열매를 먹고 배설함으로써 동물의 이동에 따라 종자가 산포되는 방법이다. 식용되는 다육과실에는 감·포도·귤·겨우살이 등의 열매가 있고, 동물의 몸에 부착되어 흩어지는 종자를 가진 식물에는 도둑놈의갈고리·도꼬마리 등이 있다.

열매가 익은 후 터질 때 열매 자체의 열개압출에 의해 종자가 산포되는 방법은 열개압출산포(裂開壓出散布)라고 하며 콩·봉선화·제라늄·유채 등의 열매가 이에 해당된다. 해수나 담수의 수류(水流)를 따라서 종자가 이동되는 방법은 수류산포(水流散布)라고 하는데 야자나무·모감주나무·맹그로브의 열매와 같이 딱딱한 종피에 싸인 종자가 산포되는 경우이다. 또한 열매가 구형인 식물의 종자는 땅에 떨어져 굴러서 산포되는데 이러한 종자산포방법은 낙하활주산포(落下滑走散布)라고 하며 도토리 열매가 대표적인 예이다.

4. 휴면과 발아

종자의 휴면이란 내적인 요인에 의해 종자발아가 멈추어 있는 상태이다. 종자가 성숙하여 익으면 식물의 종류에 따라서 다양한 길이의 휴면기간에 들어간다. 한편 휴면상태에 있던 종자는 환경조건(온도·빛 등)이 알맞으면 배는 저장물질을 소모하면서 활성화되고 세포분열과 아울러 조직분화를 하며 종피를 뚫고 나온다.

대체로 종자의 발아에는 일정한 휴면기간을 필요로 하나, 재배식물과 원예식물(園藝植物)에는 거의 휴면하지 않고 발아하는 것도 있다. 발아할 때는 먼저 밑씨의 주공부위에서 종피를 뚫고 어린뿌리가 나와 땅속에 뿌리를 내리며 떡잎과 어린줄기가 종피에서 나온다.

이때 떡잎이 땅 위로 올라오는 식물이 많으나, 밤나무와 같이 떡잎이 땅속에 묻혀 있고 뿌리와 줄기가 성장함에 따라 그대로 말라버리는 경우도 있다. 종자의 휴면기간은 종자의 수명과 관련되며 종(種)에 따라 다양하나, 특히 휴면기간이 짧은 것은 버드나무·괭이밥·느릅나무·단풍나무·맥문동 등이며, 재배식물에서는 사탕수수·차 등이 비교적 그 기간이 짧으나, 콩과식물·수련 등은 휴면기간이 길어도 발아가 되는 종류이다.

5. 이용

종자는 인간생활에 중요한 자연자원의 하나로 용도가 다양하다. 특히 벼·보리·밀·옥수수 등은 주식원이 되고, 그 밖에 조·피·기장·강낭콩·콩 등도 주요 식량자원이 된다. 또 콩·땅콩·참깨·아주까리·동백나무·해바라기 등은 유지류(油脂類)로 이용되며, 커피·코코아·콜라 등은 기호품의 원료로, 겨자·육두구·후추 등은 향신료(香辛料)로 쓰인다.