세계에서 가장 키가 큰 나무는 미국 레드우드 국립공원(Redwood National)에 있는 ‘세쿼이아’라는 나무로, 키가 건물 30층 높이인 115.5미터에 달한다. 그런데 이렇게 키가 큰 나무의 꼭대기에도 뿌리에서 흡수한 물이 제대로 도달한다. 식물은 뿌리에서 잎까지 어떻게 물을 옮길까? 

A. 뿌리가 물을 밀어 올린다 

B. 잎이 물을 끌어당긴다 

C. 뿌리가 물을 밀어 올리는 동시에 잎이 물을 끌어당긴다 

정답 C. 뿌리가 물을 밀어 올리는 동시에 잎이 물을 끌어당긴다

식물은 뿌리로 흡수한 물을 꼭대기에 있는 싹이나 잎까지 전달해야 한다. 이때 물을 운반하는 힘 중에 뿌리에서 물을 밀어 올리는 ‘뿌리압’이 있다. 식물의 가지나 줄기를 자르고 잠시 시간이 지나면 잘린 단면에서 약간의 물이 배어 나올 때가 있다. 가지나 줄기를 잘랐을 뿐인데 절단면에서 물이 배어 나오는 이유는 뿌리가 줄기로 물을 밀어내고 있기 때문이다. 이것이 뿌리압이다.

하지만 뿌리압만으로는 키가 큰 식물은 물론, 작은 식물도 꼭대기까지 물을 보낼 수 없다. 그래서 잎은 ‘증산’이라는 작용을 통해 물을 수증기로 만들어 공기 중에 내보낸다. 증산은 수증기가 된 물이 잎에 있는 작은 기공을 통해 밖으로 나가는 현상을 말한다. 잎에서 증산되는 물은 뿌리에서 줄기로 이어지는 가느다란 ‘물관’을 통해 이동한다. 물관에는 빈틈없이 물이 꽉 차 있다. 이때 물은 서로를 강한 힘으로 끌어당기는데, 이 힘을 ‘응집력’이라고 한다. 

물관 아래쪽은 뿌리와 이어져 있고 위쪽은 잎의 기공과 이어져 있다. 그리고 물관 안에는 물이 빈틈없이 차 있고, 서로 강한 힘으로 끌어당기고 있다. 그래서 물이 증산되어 공기 중으로 나가면 나가는 물이 끌어당기는 힘에 이끌려 아래에 있는 물이 위로 올라온다. 따라서 꼭대기에 있는 잎에서 물이 증산하면 아래에서 물이 빨려 올라오는 것이다. 

이러한 원리를 통해 식물은 높은 곳까지 물을 공급할 수 있다. 잎과 줄기, 뿌리가 힘을 모아 식물의 꼭대기까지 물을 보내는 이 원리를 ‘응집력설’이라고 한다.

이 시리즈는 <하루 한 권, 식물>(다나카 오사무 지음, 이은혜 옮김, 드루)에서 발췌했습니다.