활엽수에만 젤라틴층(G-Layer)가 생기는 이유는 무엇인가요?

핵심 개념

젤라틴층(Gelatinous layer, G-layer)은 활엽수가 물리적 자극이나 중력에 의해 기울어졌을 때, 이를 바로잡기 위해 형성하는 인장목(Tension wood)의 핵심 구조입니다. 활엽수는 줄기 상단에서 잡아당기는 힘인 인장력을 활용해 수형을 조절하는데, 이 과정에서 순수한 셀룰로오스로 구성된 특수 층인 G-layer를 형성하여 강력한 수축력을 발생시킵니다.

상세 설명

1. 생성 기작: 활엽수는 줄기가 기울어지면 경사면의 상단부 형성층에서 인장목을 만드는데, 이때 목섬유(Wood fiber)의 세포벽 안쪽에 리그닌화가 되지 않은 두꺼운 G-layer가 발달합니다.
2. 화학적 특성: G-layer는 리그닌(Lignin) 함량이 거의 없고 90% 이상의 고순도 셀룰로오스(Cellulose)로 구성되어 있어 일반적인 목재 조직보다 수분 함량이 높고 탄성이 강합니다.
3. 물리적 작용: 성숙 과정에서 G-layer 내부의 수분이 빠져나가며 셀룰로오스 분자가 길이 방향으로 강력하게 수축하는데, 이 힘이 줄기를 위쪽으로 끌어당기는 역할을 합니다.
4. 침엽수와의 차이: 침엽수는 줄기 하단에서 밀어 올리는 압축목(Compression wood)을 형성하며, 이는 리그닌 함량을 높여 압축 강도를 키우는 방식이기에 G-layer가 형성되지 않습니다.

시험 포인트

1. 활엽수의 반응재인 인장목은 경사면의 상단부에 형성된다는 점을 명확히 구분해야 합니다.
2. G-layer는 셀룰로오스 함량은 높고 리그닌 함량은 낮다는 화학적 조성을 반드시 암기해야 합니다.
3. G-layer 내 셀룰로오스 분자의 배열 각도(Microfibril angle)는 세포축과 거의 평행($0^\circ \sim 10^\circ$)하여 길이 방향 수축에 유리합니다.

관련 용어

1. 반응재(Reaction wood): 수목이 외력이나 중력에 저항하여 원래의 자세를 유지하려고 만드는 변형된 목재 조직
2. 미세섬유 경각(Microfibril angle): 세포벽 내 셀룰로오스 결정의 배열 각도
3. 목섬유(Wood fiber): 활엽수의 지지 작용을 담당하는 세포로 G-layer가 형성되는 장소
4. 인장응력(Tensile stress): 물체를 양옆으로 잡아당길 때 내부에서 발생하는 저항력