[기본서 내용]
강한 빛(고광도)에 의해 광합성 기구가 손상되는 광산화(photooxidation) 작용을 막기 위해 수목은 다음과 같은 여러 가지 생리적 및 구조적 방어 기작을 사용합니다.
- 카로티노이드(carotenoid)의 보호 역할: 카로티노이드는 광합성 보조색소로서 햇빛을 흡수하여 엽록소에 전달하는 기능 외에도, 광도가 높을 때 엽록소가 광산화되어 파괴되는 것을 방지하는 중요한 기능을 수행합니다.
- 광호흡(photorespiration)의 에너지 소비: C-3 식물에서 일어나는 광호흡은 고광도 환경에서 과도한 빛 에너지가 광합성 구조를 손상시키지 않도록 에너지를 소모하는 안전장치 역할을 하는 것으로 해석됩니다.
- 안토시아닌(anthocyanin)의 차단 효과: 가을철 단풍이 들 때 합성되는 안토시아닌은 청색광을 흡수하여 잎의 광산화를 방지합니다. 이를 통해 엽록소와 단백질이 해체되는 과정에서 질소의 회수를 돕고 광합성 기구를 보호합니다.
- 엽록체의 방향 전환: 광수용체인 포토트로핀(phototropin)은 햇빛이 너무 강하게 비칠 때 엽록체가 빛을 피하는 방향으로 이동하거나 배열을 바꾸도록 유도하여 피해를 줄입니다.
- 형태적 적응(양엽의 분화): 강한 빛에 노출된 양엽(sun leaf)은 음엽에 비해 잎과 각피층(cuticle층)이 두껍고, 책상조직이 촘촘하게 배열되어 강한 광선으로부터 내부 조직을 보호하고 광합성을 효율적으로 수행할 수 있는 구조를 갖춥니다.
- 침엽수의 기공 구조: 소나무류와 같은 침엽수는 기공이 표피 밑으로 깊숙이 가라앉아 있고, 기공 입구를 왁스층이 에워싸고 있어 강한 빛과 열에 의한 증산작용을 억제하고 광합성 조직을 보호합니다.