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Sep 27, 2023

On the Trails: 나무에서 정보를 짜내다

이 사진은 비대칭을 보여주는 나무 줄기의 단면을 보여줍니다.

이 사진은 나무 줄기의 단면을 보여주며, 나무가 기울어질 때 유발되는 비대칭 성장을 보여줍니다. (메리 F. 윌슨 / 주노 제국을 위하여)

판매할 상품이나 제거해야 할 골칫거리가 아닌 생물학적 개체로서의 목재.

메리 F. 윌슨

주노 제국을 위하여

큰 바람이 불고 난 뒤 산책로에는 쓰러진 나무들이 많이 있었습니다. 트레일 직원들은 곧 길을 정리하고, 우리가 원할 경우 나이테를 세어 볼 수 있는 나무 줄기의 잘린 끝 부분을 남겨 두었습니다. 노출된 고리를 보고 일부 소나무의 뒤틀린 줄기를 생각하면서 나는 나무를 판매할 상품이나 제거해야 할 귀찮은 물질이 아닌 생물학적 존재로서의 나무에 대해 조금 생각하게 되었습니다.

성장 고리는 우리가 나무라고 부르는 것을 구성하는 물관 조직(식물학자들이 나무에 대한 그리스 연구에서 부름)의 단면입니다. 온대 지역에서는 살아있는 나무에 의해 매년 나이테가 생성됩니다. 나무껍질 아래에는 형성층이라는 특별한 조직이 있는데, 이 조직은 나무의 중심을 향해 목질부 세포를 깔고, 나무껍질 쪽에 체관부라고 불리는 다른 조직을 놓습니다. 체관부는 잎에서 합성된 탄수화물을 나무의 다른 부분으로 운반합니다. 특별한 수평 방향의 광선 세포는 체관부에서 목부로 탄수화물을 가져옵니다. 목질부 조직은 뿌리에서 잎으로 물과 미네랄을 운반하고 지지하며 물을 저장하는 역할을 합니다. 나무가 물기둥을 들어올릴 수 있는 높이(400~426피트)에는 한계(중력 및 기타 요인에 의해 설정됨)가 있는 것으로 생각되며 일부 삼나무는 그와 비슷합니다.

일반적으로 나이테가 넓으면 성장이 좋은 해를 나타내고, 나이테가 좁으면 성장이 나쁜 해를 나타냅니다. 봄에 처음 심은 나무는 벽이 더 크고 얇기 때문에 밀도가 낮고 색상이 밝은 반면, 시즌 후반에는 더 어둡고 밀도가 높은 나무가 추가됩니다. 이 색상 대비로 인해 고리 수를 상대적으로 쉽게 계산할 수 있습니다. 때로는 고리가 대칭이 아닌 경우도 있습니다. 즉, 나무의 한쪽이 다른 쪽보다 더 넓습니다. 기울어지는 나무(예: 정기적으로 강한 풍압에 노출되거나 넘어진 나무가 누르는 경우)는 압력이 없는 쪽에서 더 많은 나무를 발달시켜 나무가 똑바로 자라는 데 도움이 됩니다.

목부의 각 층에는 전분 저장 세포 및 기타 세포를 포함하여 다양한 세포 유형이 포함되어 있습니다. 그러나 여기서는 수력학적 물 전도 시스템을 구성하는 세포에 초점을 맞추고 싶습니다. 이 파이프라인에서 물의 흐름은 부분적으로는 뿌리가 흡수하는 물의 양에 의해, 부분적으로는 파이프라인을 따른 조건에 의해, 그리고 주로 상단에 있는 잎의 증발(식물학자는 증산이라고 함)에 의해 제어됩니다. 물 분자는 극성(양극과 음극)을 가지므로 서로 달라붙는 경향이 있으며, 이 분자가 잎에서 공기 중으로 이동할 때 물기둥 전체가 끌어당겨집니다. 파이프라인은 매우 좁으며 파이프 측면의 모세관 현상으로 인해 물의 이동이 상대적으로 쉬워집니다. 잎에는 기공이라는 구멍이 있어 물이 계속 흐르도록 열거나 물을 절약하기 위해 가까이 둘 수 있습니다. 이 시스템은 나무가 동결-해동 주기를 겪게 되면, 얼어붙은 액체가 물기둥을 깨고 흐름을 멈추게 하는 경향이 있는 기포를 밀어낼 때 문제가 발생할 수 있습니다(때때로 동물의 혈관에서 형성되는 색전증). 가뭄과 같이 물 공급이 부족하면 문제가 더욱 악화될 수 있습니다.

나무가 자라고 나이가 들면서 오래된 목질부는 물 전도를 멈추고 어두워집니다. 지지 및 저장 기능을 유지합니다(우리는 이를 '심재'라고 부릅니다). 어린 나무('변재')는 물 전도 기능을 갖고 있지만 중요한 구조적 지지 역할도 합니다.

목재 밀도는 대부분 유전적으로 조절될 수 있지만 성장 조건(그늘, 토양 비옥도 및 습기 등)도 물을 방출하는 잎 표면 및 기공의 양과 물 전도 세포 자체를 포함하여 수력 시스템의 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 대부분의 나무 개체군은 상당한 유전적 및 환경적 소성 변이를 나타냅니다.