꽃은 어떻게 피는 것일까?

쌀쌀했던 날씨가 따뜻해지고 이제는 완연한 봄이 된 듯하다. 곧이어 사방에 예쁜 꽃들이 피기 시작할 것 같다. 꽃은 어떻게 피게 되는 것일까?

  빛은 식물에게 있어 광합성의 유일한 에너지원이기 때문에 식물의 생활은 빛에 의존적이다. 속씨식물의 경우 빛의 질과 양을 감지하는 분자인 몇 종류의 빛수용기를 가지고 있다. 이들은 모두 동일한 기본 구조를 가지고 있는데, 색소 분자와 결합된 단백질은 특정 파장에 반응한다. 빛 흡수는 단백질의 변화를 촉발하고, 이는 다시 식물의 외형이나 행동을 바꾸는 유전자 발현의 변화를 자극한다. 

  빛수용기는 단독으로는 작용하지 않는다. 빛에 활성화된 수용기는 호르몬의 합성, 분비 혹은 수송에 영향을 줌으로써 모든 호르몬의 작용을 변화시킨다. 

  식물에 있어 굴성이란 빛, 중력 또는 접촉과 같은 자극을 향하거나 또는 그 자극에서 멀어지려는 식물의 방향성을 말한다. 모든 굴성은 반응 중인 기관의 한쪽 면이 다른 쪽 면보다 빨리 자라는 차등 생장으로부터 초래된다. 예를 들어, 굴광성은 빛을 향하거나 멀어지는 생장이다. 줄기의 그늘진 면에 있는 세포가 반대편의 세포보다 더 신장할 때 일어난다. 빛수용기와 옥신이 이 반응에 관여한다. 빛수용기가 빛을 흡수하면 이는 옥신을 줄기의 그늘진 부위로 이동시킨다. 옥신이 유입되면 세포막에 있는 단백질이 세포벽으로 양성자를 펴낸다. 이 양성자는 섬유소 섬유를 분리하는 효소를 활성화시키고, 이로 인하여 세포벽은 압력에 의해 팽창하고 신장하게 된다. 이로 인해 식물의 줄기는 빛을 향해 굽어질 수밖에 없다. 

  식물은 광주기 또는 낮의 길이의 변화에 여러 방식으로 반응한다. 또한 계절의 변화는 환경 신호, 호르몬, 다른 생화학 물질, 식물의 유전자 사이의 상호작용을 일으킨다. 

 식물에게 있어 광주기는 꽃의 형성을 조절한다. 장일식물은 낮의 길이가 임계치, 보통 9시간에서 16시간보다 길면 개화한다. 이 식물은 봄이나 여름에 개화하며 상추, 시금치, 근대, 토끼풀, 옥수수, 붓꽃 등이 이에 속한다. 단일식물은 낮의 길이가 일정한 임계치보다 짧을 때, 즉 보통 늦여름이나 가을에 개화한다. 국화, 감자, 대두 등이 있다. 중성식물은 낮의 길이와 상관없이 성숙하면 꽃을 피운다. 

  비록 빛은 질량이 없는 입자들로 이루어져 있지만, 그의 파동성으로 인해 태양으로부터 지구까지 올 수 있게 되고, 지구상의 모든 생명뿐만 아니라 아름다운 지구환경을 만드는 데 있어 가장 중요한 역할을 한다. 질량이 없다고 무시할 것이 아니라 질량이 없기에 이러한 모든 것이 가능하다고 해도 이는 결코 모순이라 할 수 없을 것이다.