잎 뒷면에 바셀린을 바르면 어떻게 될까? 수국으로 알아보는 증산 실험
사이언스 트레이너 구와코 켄입니다. 매일이 실험!
만약 식물이 ‘땀’을 흘린다면, 어디서 낼 것 같나요? 사실 식물은 우리 눈에 보이지 않는 곳에서 매일 엄청난 양의 물을 공기 중으로 내보내고 있답니다. 이 현상을 ‘증산 작용’이라고 해요. 이번에는 수국 잎을 이용해서 그 모습을 직접 확인하는 실험을 소개할게요.
수국 잎으로 증산 작용 확인하기
수국 잎과 증산 작용을 확인하는 실험 장면이에요. 동료 선생님이 세팅해 두신 것을 사진으로 찍어 왔어요.
네 종류의 가지를 비교하는 ‘대조 실험’
아무것도 하지 않은 가지, 잎을 모두 떼어 낸 가지, 잎 앞면에 바셀린을 바른 가지, 잎 뒷면에 바셀린을 바른 가지, 이렇게 네 종류를 준비해서 물이 줄어드는 정도를 확인했어요. 물이 증발하지 않도록 수면에는 기름을 얹어 두었고요.
이처럼 알아보고 싶은 것 외의 조건은 모두 똑같이 맞추고, 딱 한 가지만 바꿔서 비교하는 방법을 ‘대조 실험’이라고 해요. 이번 실험에서 다른 점은 ‘잎이 있는지 없는지’, 그리고 ‘바셀린을 어느 쪽 면에 발랐는지’, 이 두 가지뿐이에요. 그래서 물이 줄어드는 정도의 차이가 어디서 생겼는지 또렷하게 읽어 낼 수 있답니다.
잎 표면에는 ‘기공’이라는 아주 작은 구멍이 아주 많아요. 증산 작용으로 물이 빠져나가는 곳은 주로 이 구멍이에요. 바셀린은 끈적끈적한 기름 종류라서, 기공을 막아 주는 뚜껑 역할을 해요.
많은 식물은 기공이 잎 뒷면에 더 많은 것으로 알려져 있어요. 그래서 바셀린을 앞면에 발랐을 때와 뒷면에 발랐을 때, 물이 줄어드는 정도가 달라지지 않을까 하는 예상을 해 볼 수 있답니다.
수면에 기름을 얹는 이유는?
물을 그냥 두면 수면에서도 물이 증발해 버려요. 그러면 물이 줄어든 양이 ‘식물이 빨아올린 만큼’인지, 아니면 ‘그냥 증발한 만큼’인지 구분할 수 없겠죠? 그래서 수면을 기름으로 덮어서, 물이 줄어드는 이유를 ‘식물이 빨아올려서 몸 밖으로 내보냈기 때문’으로 좁혀 둔 거예요. 사소해 보이지만, 실험의 신뢰도를 지켜 주는 아주 중요한 포인트랍니다.
실험 결과를 볼 때는 이렇게 생각해 보세요. 잎을 떼어 낸 가지는 잎 이외의 부분(줄기 등)이나 실험 조건 때문에 줄어든 물의 양을 알려 주는 기준이 돼요. 그리고 아무것도 하지 않은 가지와의 차이가 바로 잎에서 일어난 증산 작용의 대략적인 양이에요.
만약 뒷면에 바셀린을 바른 가지가 앞면에 바른 가지보다 물이 덜 줄어든다면, ‘기공은 뒷면에 더 많다’는 것을 뒷받침하는 증거가 되겠죠. 여러분은 어떤 결과가 나올 것 같나요? 꼭 먼저 예상을 세워 본 다음에 결과를 확인해 보세요!
기공은 ‘열고 싶지만 너무 열면 곤란한’ 문
기공은 물이 빠져나가는 출구이면서, 동시에 광합성에 필요한 이산화탄소를 받아들이는 입구이기도 해요. 그런데 이산화탄소를 얻으려고 기공을 열면, 그만큼 물도 함께 새어 나가 버리죠.
그래서 식물은 빛의 세기나 건조한 정도에 맞춰 기공을 열었다 닫았다 하면서 ‘이산화탄소는 갖고 싶은데 물은 잃고 싶지 않아!’ 하는 균형을 잡아요. 움직일 수 없는 식물이 사실은 섬세하게 조절하며 살아가고 있다는 걸 알 수 있죠.
증산 작용은 그저 물을 버리는 게 아니에요. 다음과 같은 역할을 한다고 알려져 있어요. 잎에서 물이 빠져나가면 뿌리에서 물을 끌어올리는 힘이 생겨요. 다시 말해 증산 작용은 물을 몸의 위쪽으로 끌어올리는 펌프 같은 역할을 해요. 또 물이 증발할 때는 주변의 열을 빼앗아 가기(기화열) 때문에, 잎의 온도가 너무 올라가는 것을 막아 주는 역할도 한답니다.
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