07. 돌나물의 광합성

아삭아삭한 식감의 상큼한 돌나물... 줄기를 잘라 땅에 꽂아 두기만 해도 잘 자란다. 우리나라 전역에 분포하며 지역에 따라 돈나물로도 부른다. 하지만 오이처럼 돌나물 향에 민감한 사람도 있어 호불호가 있다. 고대 그리스에서는 유산을 위해 돌나물을 쓴 기록이 있어 임산부는 약용하지 않는다.

돌나물은 불갑초佛甲草로도 불린다. 옛날 환난으로 인해 불타 버린 절터에 목이 없는 무두불無頭佛이 나뒹굴고 있었다. 여기에 돌나물이 무두불의 전신을 에워싸고 머리 부분에 수북이 뭉쳐 핀 모습이 마치 부처님 전신에 황금 갑옷을 입힌 것처럼 보인 것에서 유래한다.  

돌나물, 0528

돌나물과 같은 다육식물이나 선인장은 대개의 식물과 다른 광합성 과정을 거친다. 생물이 빛과 물, 이산화탄소를 이용하여 포도당과 산소를 만드는 광합성은 명반응light reaction과 암반응dark reaction으로 나뉜다. 명반응에서는 빛과 물로 아데노신3인산(ATP)을 만들고, 암반응에서는 ATP가 제공하는 에너지를 이용하여 이산화탄소를 포도당으로 합성하며 생성된 포도당은 녹말 형태로 저장된다. 암반응은 밤에 일어난다는 것이 아니라 빛이 직접 필요하지 않은 반응을 말한다.  

암반응은 크게 이산화탄소를 리불로스 이인산에 결합시키는 탄소 고정, 환원, 리불로스 이인산을 재생성하는 과정으로 구성된다. 대부분의 식물은 서늘하고 온화한 기후에서 탄소 고정 시 3탄당이 생기는 C3 식물이다. 반면에 덥고 건조한 기후에서는 식물이 수분을 보존하기 위해 기공을 닫는 경우를 대비해서 미리 엽육세포에서 이산화탄소를 4탄소 화합물로 고정한 후 유관속초 세포에서 이산화탄소를 내는 과정을 거치는 데 이를 C4 식물이라 한다. 옥수수나 사탕수수 등이 해당된다.

그런데 선인장이나 돌나물 같은 다육식물은 매우 건조한 환경에서 낮에 기공을 열면 오히려 수분이 증발하기 때문에 밤에 이산화탄소를 받아들여 말산으로 저장한다. 그리고 낮에 명반응으로 ATP가 공급되면 말산의 분해로 이산화탄소가 공급되면서 광합성이 진행된다. 이를 '돌나물 유기산 대사Crassulacean Acid Metabolism' 과정이라 하며 CAM 식물이라 한다. 이들은 물을 많이 주면 오히려 안좋다.  

이처럼 C3는 온대, C4는 고온·건조한 환경에서 잎의 구조, CAM은 사막이나 극건조 환경에 맞춰 낮과 밤의 시간차를 이용해 수분 손실을 줄이고 효율을 높이는 탄소 고정 방식을 진화시킨 식물군인 것이다. 초고추장으로 살살 버무린 돌나물에서 배운 광합성, Photosynthesis이다.    



※ 포도당은 인체 내에서 세포 호흡을 통해 분해되면서 ATP를 생성하고 근육 수축, 물질 합성, 신경 전달 등 생명 활동에 필요한 에너지를 제공한다.