C3와 C4의 고유한 풀 종 이해하기

C3와 C4의 고유한 풀 종 이해하기

Understanding C3 and C4 native grass speCies

식물은 햇빛과 이산화탄소를 이용하여 당을 만들어 성장에 필요한 에너지를 얻습니다. 이것이 바로 광합성입니다. 햇빛은 모든 식물에서 동일한 과정을 통해 에너지로 활용되지만, 이산화탄소는 식물 그룹에 따라 다른 방식으로 흡수될 수 있습니다.1

이산화탄소 흡수를 위한 C3와 C4의 두 가지 경로는 풀에서 진화했습니다. 이 두 가지 경로는 이산화탄소를 유기 분자에 통합하는 화학 반응과 광합성이 일어나는 구조가 다르며, C3와 C4 풀의 분포와 성장 패턴에 현저한 차이를 가져옵니다.2 식물 중 1%만이 C4 경로를 이용하며, 이 중 60% 이상이 풀입니다.

호주 초원 중 토종 종의 약 65%가 C4입니다. 이들은 북부 지역, 퀸즐랜드 북부, 그리고 따뜻한 계절의 풀에서 가장 많이 발견됩니다. 남부 호주에서는 겨울에 갈색으로 변합니다. 그리고 C3 풀, 즉 추운 계절의 풀은 가을과 봄에 활발하게 자랍니다.

여름 동안 갈색으로 변하는 많은 풀들이 겨울 내내 녹색을 유지합니다. 유럽인들이 도착했을 당시, 원주민들의 초원은 주로 다년생, 온대 및 냉대성 풀들이 혼합된 형태였습니다. 남호주에서는 가뭄에 강하고 키가 큰 온대성 풀들이 키가 작은 냉대성 풀들보다 우세했습니다.

사료가 풍부했던 반면, C4 여름 녹색 종은 곧 먹어치워졌고, 오늘날까지도 그 풍경에서 거의 사라졌습니다.3 이 다년생 따뜻한 계절의 풀들은 적응 범위가 훨씬 넓고 여름 비에 더 빠르게 반응합니다. 킴벌리에서는 풀 종의 90% 이상을 차지할 수 있습니다.

반면에, C3 풀은 호주 남동부와 남서부 지역에서 가장 많이 발견됩니다. 이러한 분포 패턴은 특히 온도와 강우량과 관련이 있습니다. 일반적으로 C4 종은 C3 풀보다 더 따뜻하고 습하며, 성장기가 길고, 겨울철에 건조한 지역이 더 많습니다. 반대로, C3 종은 1월 평균 최고 기온이 높은 지역에서는 더 적게 발견되고, 봄철 강우량이 많은 지역에서는 더 많이 발견됩니다.2

C3와 C4 경로 사이의 생화학적, 구조적 차이로 인해 광합성에 최적의 온도는 C3 식물보다 C4 식물에서 더 높습니다.

그 결과, C4 풀은 여름에 활발하게 성장하는 경향이 있어 여름에 활발한 성장 또는 연간 냉기성 풀로 알려져 있습니다. C4 풀은 유용한 사료의 가용성을 연장하는 데 가치를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 연간 냉기성 풀이 죽은 여름에 활발하게 성장하여 지하수면으로의 심층 배수를 감소시켜 건조지 염분화에 기여하는 요인을 줄이고 침식으로부터 보호합니다.4

C3와 C4 풀이 계절에 따라 활발하게 자라는 것처럼, 씨앗은 온도 범위가 다른 곳에서 가장 안정적으로 발아합니다. C3 풀은 15-25ºC의 온도 범위에서 가장 잘 발아하는 반면, C4 풀은 25-35ºC의 온도 범위에서 가장 잘 발아합니다. 파종 시기의 선택은 주로 해당 지역의 강우량 분포와 파종할 종에 따라 결정됩니다. 남호주에서는 C3 풀 씨앗은 가을에, C4 풀 씨앗은 봄부터 초여름에 파종하여 각 풀의 성장 조건에 가장 적합한 시기에 파종해야 합니다.