세포벽6 목재가 가볍지만 강한 성질을 지닐 수 있는 비밀은 목재를 구성하고 있는 조직의 미묘한 구조에 기인한다. 즉, 목재를 구성하는 세포의 수는 대략 1㎤당 침엽수재인 경우 35~50만 개 그리고 활엽수재인 경우 200~300만 개 정도 되는데 이들 가운데 대부분, 즉 부피 면에서 볼 때 침엽수재의 경우 90∼95% 정도 그리고 활엽수재의 경우 70∼90% 정도가 수목의 줄기 방향인 축방향으로 배열돼 있는 속이 빈 섬유 또는 관 모양의 세포이기 때문에 가능해 진다. 동일한 무게 조건 아래에서는 막대기보다는 파이프(pipe)가 강하다는 사실은 잘 알려져 있다. 목재는 단순한 다공성 재료가 아니라 무수히 많은 파이프를 묶어 놓은 듯한 구조로 돼 있다. 이 구조는 벌집과도 비슷한 구조

세포벽 5진정중간층 진정중간층은 인접한 세포의 1차벽 사이에 존재하는 것으로 세포간층(intercellular layer)이라고도 한다. 이와 같은 진정중간층은 세포벽과는 달리 등방성의 성질을 지니는 펙틴(pectin)질로 주로 이뤄져 있는데 나중에 목부 세포는 리그닌의 퇴적에 따라 목화(木化, lignification)되지만 사부 세포는 상당 기간 목화되지 않은 상태로 남아 있게 된다. 한편 진정중간층과 1차벽은 실제로 쉽게 구별이 되지 않기 때문에 진정중간층과 인접하는 양쪽 2개의 1차벽을 통틀어 편의상 복합중간층(compound middle lamella)이라고 부르고 있다(그림 1 의 B).1차벽은 세포분열의 결과로 형성된 벽으로 세포가 성숙해 감에 따라 구조와

세포벽 4 수체를 구성하고 있는 세포에 있어 나타나는 현저한 특징은 세포의 성숙에 따른 세포벽의 목화(lignification) 현상이다. 일반적으로 세포벽 가운데 리그닌이 쌓이게 되면 세포벽의 강고성이 증가되기 때문에 세포벽은 목화 현상으로 인하여 강고성을 나타내게 되는 것이다. 이와같이 강고성을 유지할 수 있는 것은 철근-콘크리트 복합재를 예로 들어보면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 셀룰로오스는 세포벽 내에서 철근과 같은 기질의 역할, 헤미셀룰로오스는 철근을 붙들어 매어주는 가는 철사와 같은 매질 물질의 역할을 그리고 리그닌은 시멘트와 같은 충전 물질의 역할을 하게 됨으로써 세포벽이 그 강고성을 유지할 수 있는 것으로 알려져 있다.세포벽의 미세구조세포벽의 미세구조를

세포벽3헤미셀룰로오스 광합성 과정을 통해 생산되는 주요 당으로 포도당이 있지만 이 포도당만 생산되는 것은 아니다. 갈락토오스(galactose)나 만노오스와 같은 6탄당 그리고 목당(xylose)이나 아라비노오스(arabinose)와 같은 5탄당 역시 잎에서 생산되고 있다. 포도당과 함께 이들 당 및 글루쿠론산(glucuronic acid)과 같은 다른 당의 유도체들이 생장 과정중의 세포 내에서 저분자량의 다당류인 헤미셀룰로오스를 합성하는데 이용된다. 이처럼 세포벽을 구성하고 있는 성분 가운데 셀룰로오스 이외에도 여러 종류의 다당류가 존재하게 되는데, 물에는 추출되지 않으나 약알칼리에 용해되는 다당류를 통틀어 헤미셀룰로오스라고 한다. 직선 모양의 사슬 구조를 지니는 고분자인 셀

세포벽 2 목재는 세포벽과 세포내강으로 이뤄진 세포들의 집합체다. 세포벽은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌이라는 주성분으로 이뤄져 있는데 이들 주성분은 세포벽 내에 균일하게 분포돼 있지 않고 세포벽의 벽층에 따라 각기 다르게 분포돼 있다. 그리고 미량으로 존재하고 있는 부성분으로는 세포벽 내의 공극이나 세포내강의 표면에 퇴적돼 있는 유기물인 추출물(extractives)과 세포내강에 함유돼 있는 무기물인 회분(ash)이 있다.셀룰로오스셀룰로오스는 세포벽을 구성하고 있는 화학 성분 가운데 그 양이 가장 많은 것으로 세포벽의 구조를 이해하는데 있어 가장 기본이 되는 것이다. 셀룰로오스는 1개의 포도당 잔기의 1번 탄소와 다른 포도당 잔기의 4번 탄소가 결합돼 이뤄진 것

세포벽1세포벽의 구조목재는 기본적으로 탄소, 수소 및 산소로 이뤄져 있다. 무게 기준으로 볼 때 탄소가 양이 가장 많은 원소임을 알 수 있다. 이외에도 목재는 고온 조건에서 다량의 산소 존재 아래 열분해된 다음 남게 되는 무기물이 존재하는데, 이렇게 남게된 잔류물은 회분(ash)으로 불리고 있다. 회분은 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 망간 및 규소와 같은 원소를 함유하는 불연성 화합물에 의한 것이다(표 1). 목재를 구성하는 원소들은 결합을 통해 다양한 종류의 고분자, 즉 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌을 형성하게 된다. 목재에 있어 아마 가장 중요한 성분으로 여겨지고 있는 셀룰로오스는 활엽수재와 침엽수재에 관계없이 그 무게의 절반에 약간 못 미치는 정도를 차지하고 있다. 리그닌과 헤미셀룰로오스가

대나무의 해부학적 특성 2대나무의 유관속 종류 대나무는 탄력성, 할렬성 및 통직성 등의 특성으로 인해 지금까지 건축재, 가구재, 낚싯대, 죽세공품 등의 특수한 용도로 이용돼 왔으며 또한 두꺼운 세포벽을 지니고 있는 다량의 세포로 인해 펄프의 원료로도 이용되고 있다.유관속의 종류로는 맹종죽(孟宗竹, Phyllos tachys edulis) 등처럼 한 덩어리의 유관속으로 이뤄져 있으며 유관속초에 의해 둘러싸여 있는 것, 향나죽(香竹, Cepha lostachyu m pergracile) 등처럼 한 덩어리의 유관속으로 이뤄져 있으며 유관속초에 의해 둘러쌓여 있지만 원생목부 부근의 유관속초는 나머지 3개의 유관속초보다도 현저하게 큰 것, 소백죽(小白竹, Ox

대나무의 해부학적 특성 1대나무 대나무는 지하부 줄기인 지하경(地下莖, rhyzome)과 지상부 줄기인 간(稈 또는 眞稈, culm) 그리고 이들 사이를 연결해주는 부분인 간병(稈柄, culm stalk) 및 간기(稈基, culm base)로 이루어져 있다. 특히 재료로 널리 쓰이고 있는 지상부 줄기인 간은 속이 빈 원통형의 절간(節間, internode)과 횡단벽인 격벽(nodal diaphragm)으로 막혀있는 절(節, node)로 구성돼 있다(그림 1의 A).절간의 횡단면을 관찰해 보면 가장 바깥층에 두꺼운 세포벽을 지니고 있는 1층의 표피(epidermis)가 존재하며 그 안쪽으로는 표피와 마찬가지로 세포벽이 두꺼운 1∼3층의 하피(하표피, hy

수피의 해부학적 특성4 코르크조직의 세포주피를 구성하는 세포는 내수피의 세포와 모양이 아주 다르다. 코르크조직의 세포는 그 길이가 짧은데 방사방향으로는 평평하게 눌려져 있는 모양을 그리고 접선방향으로는 4각형·6각형 또는 심지어는 사슬 바퀴의 모양을 보이게 된다. 세포는 얇은 벽에서부터 매우 두꺼운 벽을 지니고 있는 것까지 있는데 코르크세포(cork cell)로 불리고 있는 벽이 얇은 세포는 대개 왁스(wax) 모양의 물질인 수베린(suberin)으로 덮여있는 반면, 펠로이드세포(phelloid cell)로 불리고 있는 벽이 두꺼운 세포는 목화돼 있으나 수베린으로 덮여있지 않게 된다. 이처럼 목화되고 수베린으로 덮여있는 코르크조직은 표피 대신 수분의 손실로부터 줄기를 보호해 준다.

수피의 해부학적 특성 3 사부 축방향유조직과 방사조직은 각각 축방향유세포와 방사유세포로 이뤄졌는데 이들의 세포벽은 목화되는 경우가 드물며 또한 2차벽도 쌓이지 않는다. 축방향유세포는 대개 스트랜드로 구성돼 있는 스트랜드유세포 형태 그리고 방사유세포는 대개 방사방향으로 길이가 긴 평복세포의 형태를 띠고 있다. 침엽수의 경우 축방향유세포는 목재에 매우 소량으로 존재하고 있으나 수피에는 많이 발달돼 있는 편인데, 특히 세월이 경과해 기능을 잃어버리게 되면 축방향유세포가 비대해질 뿐만 아니라 세포벽도 두꺼워진 후벽세포로 변형돼 사세포를 방사방향으로 짓눌러 뭉개버리기 때문에 축방향유세포가 현저하게 많아 보이게 된다. 이들 축방향유세포와 방사유세포의 세포내강에는 전분, 지방, 수지, 결정 등

수피의 해부학적 특성 2내수피 내수피는 광합성에 의해 생산된 양분물질의 통로 역할을 하는 중요한 기능을 지니고 있는데 침엽수의 내수피에는 사세포, 인피섬유(사부섬유), 축방향유세포 및 방사유세포가 그리고 활엽수의 내수피에는 사관요소, 반세포, 인피섬유, 축방향유세포 및 방사유세포가 존재한다. 한편, 외수피는 일련의 주피들과 죽은 사부 조직으로 이뤄져 있는 것으로써 수목을 보호해 주는 역할을 지니고 있는데 내수피와는 달리 축방향유세포 및 방사유세포가 변형 및 후벽화를 통해 후벽세포(sclereid)로 변화돼 있다(그림 1과 표 1). 코르크참나무(cork oak, Quercus suber)의 경우 외수피가 주기적으로 채취돼 산업적으로 널리 이용되고 있는데 외수

수피의 해부학적 특성 1수피의 조직 구조 수피(bark)는 수간, 가지 및 뿌리에 있어 형성층의 바깥쪽에 존재하는 전체의 조직을 통틀어 일컬을 때 사용하는 용어인데 수종, 수령 등에 따라 차이가 있지만 대략 원목의 5~30% 정도를 수피가 차지하게 된다.대부분의 목본식물은 2종류의 2차분열조직을 지니고 있는데 그 하나는 형성층(cambium)이라고도 흔히 불리는 유관속형성층(vascular cambium)이고 다른 나머지 하나는 코르크형성층(phellogen, cork cambium)이다. 형성층은 목재와 수피 사이에 존재하는 분열조직으로써 안쪽으로는 2차목부(secondary xylem), 즉 목재를 그리고 바깥쪽으로는 2차사부(secondary phloem), 즉 수피를

목재의 해부학적 특성 16 유세포에 함유돼 있는 결정의 종류 유세포에 함유돼 있는 결정 가운데 가장 빈번하게 그리고 가장 많은 수종의 활엽수재에서 관찰되고 있는 형상의 것은 단독의 사방육면체 또는 팔면체인 능형결정(prismatic crystal)이다. 그 이외에도 길이가 폭의 4배 이상인 기둥 모양의 것으로써 선단이 뾰족하거나 사각형 모양인 주정(styloid), 길이가 폭의 2~4배 정도 되는 것으로써 선단이 뾰족한 세장형 결정(elongate crystal), 바늘처럼 생긴 것으로 다발을 이루지 못한 침정(acicul ar), 침정이 다수 밀집돼 다발 모양을 이루고 있는 속정(raphid), 공 모양의 덩어리로써 별사탕처럼 생긴 집정(druse) 그리고 매우

방사유관과 타닌관방사유관(latex tube)은 방사조직 내에 발달돼 있는 유관(laticifer)을 일컫는데 관 모양의 세포가 단독 또는 연속 배열돼 있는 것으로 대개 무색 또는 담황색 내지 갈색의 유액이 함유돼 있다. 그리고 방사유관을 지니는 수종의 건조재에서는 방사방향으로 관통하는 렌즈 모양의 통로인 유적(latex trace)도 관찰되고 있다. 타닌관(tanniferous tube)은 형태적으로 방사유관과 동일하지만 내용물로써 적갈색의 타닌 물질이 함유돼 있다. 방사유관은 젤루통(jelutong, Dyera costulata), 뿔라이(pulai, Alstonia scholaris) 등에서 그리고 타닌관은 페나라한(penarahan, Horsfiel dia subglobosa) 등에서 관찰되고 있

특수한 유세포수평방향으로 배열하는 유세포로써 수평검구 주위에 존재하며 검을 생성하는 에피델리움세포가 있으며 기름세포, 결정세포, 초상세포, 타일세포, 방사유관, 타닌관, 유적 등은 방사조직과 관련있는 특수한 유세포나 조직에 해당된다.축방향유조직 및 방사유조직 중에 존재하는 기름세포는 스트랜드유세포의 일부 또는 방사조직 상하 가장자리의 일부 세포에 기름 성분의 물질이 함유돼 있는 것으로써 상당히 대형화돼 있으며 녹나무, 생달나무(Cinnamom um japonica), 후박나무 등에 존재한다. 축방향유세포 및 방사유세포 중에는 결정을 지니는 세포인 결정세포가 있는데 온대산 활엽수재보다도 열대산 활엽수재에 더 많이 존재하는 것으로 알려져 있다. 특히 격벽(septum) 또는 얇거나 두꺼운 세포벽(ce

목재의 현미경적 구조 13 구성세포의 종류에 따른 분류구성세포의 종류에 따른 분류의 경우 어느 한 종류의 세포로만 구성돼 있는 경우 ‘동성방사조직’ 그리고 두 종류의 이상의 세포로 구성돼 있는 경우 ‘이성방사조직’이라고 부른다. 이성방사조직의 경우 대개 중앙에 ‘평복세포’가 그리고 상하 가장자리에서 ‘방형세포’ 또는 ‘직립세포’가 배열되는 형태를 띠고 있다.평복세포로만 구성돼 있는 단열동성방사조직은 사시나무속, 밤나무속, 오리나무속, 잣밤나무속 등에 그리고 단열이성방사조직은 꾸지뽕나무속, 버드나무속, 사람주나무속, 예덕나무속 등에 발달돼 있다. 한편, 평복세포로만 구성돼 있는 다열방사조직은 단풍나무속, 자귀나무속 등에, 직립세포나 방형세포 단독 또는 양

목재의 현미경적 구조 12활엽수재의 방사조직히비 등처럼 방사조직을 지니지 않고 축방향의 세포로만 구성돼 있는 경우도 더러 있으나 대부분의 활엽수재에는 방사조직이 잘 발달돼 있다. 활엽수재의 방사조직은 방사유세포만으로 구성돼 있는데 대개 침엽수재의 방사조직보다 크기가 더 클 뿐만 아니라 종류도 무척 다양한 편이다. 접선단면에서 볼 때 대부분의 활엽수재에는 세포 2열 이상의 폭을 지니는 방사조직이 발달돼 있는데 폭이 다른 여러 종류의 방사조직이 함께 발달돼 있는 경우도 있다.활엽수재 방사유세포의 종류 방사단면 상의 형상에 따른 활엽수재 방사유세포의 종류는 방사방향으로 길이가 긴 평복세포, 축방향으로 길이가 긴 직립세포 및 정사각형에 가까운 방형세포가 있다. 이들 가운데 직립세포와 방형세포는 대

목재의 현미경적 구조 11 격벽목섬유 격벽목섬유는 마토아, 아메리카마호가니, 티크 등에서 관찰할 수 있는 것처럼 세포내강을 수평방향으로 가로지르는 얇은 격벽을 지니는 목섬유를 일컫는데 일본목련, 후박나무등의 목섬유에 발달돼 있는 타일로시스와 혼동을 일으키지 않도록 주의해야 한다. 섬유상가도관에 격벽이 존재하는 경우를 특별히 따로 구분하고자 할 때에는 ‘격벽섬유상가도관’이라고 부르게 된다. 목섬유 중에는 꽝꽝나무, 돌개회나무 등처럼 나선비후가, 그리고 뉴질랜드 크리스마스트리 등처럼 베스쳐드벽공이 발달돼 있는 경우도 있다. 그리고 목화되지 않은 젤라틴층이 세포벽의 가장 안쪽에 발달돼 있는 젤라틴목섬유는 인장이상재의 특징이 되고 있으나 아카시아나무, 참나무속 등의 정상재 목섬유에서도 젤

목재의 현미경적 구조 10 활엽수재의 목섬유활엽수재의 목섬유는 침엽수재의 가도관과 마찬가지로 축 방향으로 길이가 긴 방추형의 세포지만 길이는 침엽수재의 가도관보다 훨씬 더 짧은 편이다. 또한 침엽수재의 가도관이 둔한 혀 모양의 선단부를 지니는 것과는 달리 목섬유의 선단부는 뾰족하거나 분지돼 있다. 그리고 횡단면에서 대개 직사각형의 형상을 나타내는 침엽수재의 가도관과는 달리 목섬유는 둥근 형상을 보이는 경향이 강하지만 생장 말기에 발달된 목섬유들은 침엽수재의 추재 가도관처럼 방사방향으로 평평하게 눌린 모양을 나타내기도 한다. 그러나 목섬유는 횡단면이나 종단면에서 볼 때 크기가 큰 관공이나 방사조직 등으로 상당히 흐트러져 있어 가지런한 배열 형태를 보이지 못하는 것이

목재의 현미경적 구조 9 활엽수재의 가도관으로는 ‘도관상가도관’, ‘주위상가도관’ 및 ‘섬유상가도관’이 있지만 섬유상가도관은 목섬유의 한 종류로 취급되고 있다. 도관상가도관과 주위상가도관은 특정 수종에 한해 소량 발달돼 있는 것으로써 도관요소의 수분 통도기능을 보조하는 역할을 지니는데 침엽수재의 가도관과는 달리 길이가 짧고 형상도 일정하지 않을 뿐만 아니라 방사방향으로 나란한 배열을 이루지 못하고 있다. 그러나 침엽수재의 가도관과 마찬가지로 세포벽에는 다수의 유연벽공이 발달돼 있지만 토러스와 마르고의 구조체로 변형되지 않은 벽공막을 지니는 유연벽공대가 방사벽과 접선벽에 다소 균등히 발달돼 있다는 점에서 침엽수재의 가도관과 차이가 있다.도관상가도관과 주위상가도관