균사체

버섯의 구조

곰팡이 균사체

균사체(菌絲體, 영어: mycelium)는 균사(단수; hypha, 복수; hyphae)가 촘촘하게 얽힌 상태로 자란 것을 총체적으로 일컫는 말로서, 진핵생물인 균류(fungus)와 원핵생물인 방선균(actinobacteria) 등에서 관찰된다. 일반적으로 버섯이라고 하는 균류의 자실체도, 자실층 외의 부분은 모두 균사체로 구성되어 있다.

개요

균사체는 균사가 자라거나 분기하여 집단을 이룬 것으로, 진균류의 영양체이다. 배지나 천연기질에서 일정한 넓이가 있어 육안으로 확인할 수 있는 것은 균총이라 한다. 버섯은 영양기관인 균사체와 번식기관인 포자(胞子,spore,홀씨)를 지닌 자실체(子 實體,Fruiting body)로 되어 있는데, 일반 식물에 비교한다면 균사체는 뿌리, 줄기, 잎에 해당되며 자실체는 꽃에 해당된다. 포자를 형성하지 않는 세대 또는 부위에서 균류의 무성세대는 기본적 구조이다. 진핵생물로 분류되는 진균계는 효모, 곰팡이, 버섯 등이 있으며, 가늘고 길쭉한 이들 진균계의 세포가 세로로 연결되어 실과 같은 모양을 하고 있는 것을 균사라 한다. 영양상태에 따라 영양균사, 생식균사로 구분하며, 격막의 유뮤에 따라 구분하기도 한다. 균류는 다세포 종속영양생물로 엽록소가 없고 키틴질로 이루어진 세포벽을 가지고 있으며, 균사의 변형된 형태인 포자의 형태로 번식한다. 균에 따라 포자를 만드는 다양한 모양의 기관을 가지고 있다. 이들 진균계는 생장에 열악한 조건에서 경화된 균사체 덩어리인 균핵을 형성하여 생장조건이 좋아질 때까지 휴면한다. 균사는 진균의 가장 기본이 되는 세포구조이며, 균사의 미세구조는 진균의 분류집단에 따라 다르다. 육상의 진균(terrestrial fungi)은 유성생식의 포자를 갖는 자실체 형태에 따라 접합균문(Zygomycota), 자낭균문(Ascomycota), 담자균문(Basidiomycoata), 그리고 불완전균문(Deuteromycota)으로 나누는데 불완전균문은 유성생식을 확인하지 못한 진균들을 묶은 것으로 여러 가지 진균들이 혼합된 분류 군이다. 접합균문은 버려진 빵이나 떡 등에서 발견되는 곰팡이들인데, 균사가 구획이 없고 긴 대롱처럼 자란다. 자낭균문은 가장 다양한 진균들이 속한 분류 군으로 누룩곰팡이, 푸른곰팡이, 그리고 효모균이 포함된다.

생태

진균들의 균사는 긴 대롱 중간중간에 구획을 만드는 칸막이가 있는데 이를 격벽(septum, 복수는 septa)이라고 부르며, 격벽의 중앙에 작은 구멍(septal pore)이 있어 이웃 세포들과 세포질 및 세포소기관들이 이동~교환된다. 가장 고등한 담자균문에는 대부분의 버섯균들이 속하고 균사는 역시 중간에 격벽이 있는 구조다. 그런데 담자균문에 속하는 진균들의 격벽은 자낭균 진균들의 격벽보다 매우 복잡한 구조를 가지는데 격벽의 중앙에 구멍이 있고 구멍의 양쪽에 또 다시 구멍이 있는 컵 모양의 덮개가 있으며 이 전체를 dolipore septum이라고 부른다.

버섯은 1년 중 대부분을 땅속의 균사체로 지내다 그 1년 중 잠깐 자손을 번식시키기 위해 자실체를 형성해 포자를 번식시킨다. 기질은 특정 생물이 자라거나 활동하기 위해 필요한 물질이나 환경을 의미한다. 특히, 버섯이나 다른 곰팡이류에서 사용되는 경우, 기질은 이들 생물이 영양분을 얻기 위해 사용하는 물질을 가리킨다. 예를 들어, 버섯의 경우, 기질은 버섯의 균사체가 퍼져서 성장하고 영양분을 흡수할 수 있는 다양한 유기물질, 예를 들어 죽은 나무, 낙엽, 퇴비 등이 될 수 있다.

가장 거대한 생명체로 산호와 같이 버섯이 꼽힌다. 일반적으로 작은 종이 많고 크기가 천차만별이지만 큰 종은 그만큼 큰데 미국 오리건주 동부 맬휴어 국립산림지대에서 발견된 뽕나무버섯속에 속하는 꿀버섯 종은 단일개체의 대지 내 균사체 면적이 자그마치 890ha로 축구장 1220개 면적에 달한다. 즉 이 890ha 넓이 대지에서 나는 꿀버섯의 자실체는 모두 유전적으로 완벽하게 동일하단 것이다. 이 개체의 나이는 최소한 2,400살 이상이라고 추측하는데, 세계에서 가장 거대한 단일 생명체로 당당히 기네스북에 이름을 올렸다.

생장

균사는 균사의 끝부분(hyphal tip)에서 길이생장을 보이는 점에서 식물의 정단우성과 비슷하고, 각 진균마다 종에 따라 일정한 길이만큼 자라면 가지(branch)를 만들어 결과적으로 균사체는 원형을 미루게 된다. 실제로 진균을 실험실에서 배양하면 한층으로 자라는 것이 아니고 두꺼운 담요처럼 위와 아래로도 균사체들이 얽힌 상태로 생장한다. 야외에서 생장할 때도 여러 층의 균사체가 얽힌 상태로 자란다.

이렇게 균사들이 길이생장을 계속하여 길게 생장하면 균사체의 내부, 즉 오래된 균사는 비록 사멸한 것은 아니지만 생리×생화학적 대사가 최소로 진행되어 휴지기 상태로 머물러 있다.

우리는 눈에 띄는 갓모양의 자실체가 버섯의 전부라고 생각하기 쉬우나,사실은 자실체의 발생은 극히짧은 기간에 불과하고 1년중의 대부분은 솜털 모양의 가는 실같은 균사가 부식토(동식물이 흙 속에서 썩어 유기성분이 많고 기름진 흙) 또는 고목과 같은 유기물 속에서 하얀 곰팡이로 기생생활(奇生生活:어떤 생물이 다른 생물의 내부나 외부에 붙어서 영양을 섭취하여 사는 생황) 또는 부생생활(腐生生活)을 하고 있다.

원래 버섯은 자실체(버섯의 갓)의 밑부분에 주름이 있는데 이 주름에 무수히 많은 포자에서 비롯된다.그런데 이 포자는 먼지와 같이 매우 작은 형태이다. 그 작은 포자는 딱딱하고 코팅이 되어있어 일반적으로 우리가 버섯(갓 부분:자실체)을 먹더라도 소화, 흡수가 어렵게 되어 있다. 이는 버섯의 종족번식을 위한 조화로 이해된다. 이 포자가 배지(培地)에서 발아하여 1차 균사로 되고 화합성(和合性)인 균사가 서로 세포질융합이 이루어져 2차균사로 되어 충분한 영양분을 섭취하면서 퍼져나가게 된다.

적당한 환경에서 균사가 조직화되고 3차 균사를 형성하여 약 4개월에 걸쳐서 완전히 성숙되면 이 균사체는 그야말로 일반식물에 비한다면 잎, 줄기, 뿌리에 해당되는 버섯의 실체로서 최후의 본능인 종족번식을 위해 꽃을 피우게 되는데,이 꽃에 해당되는 자실체(갓 부분)는 약 1주일 정도에 걸쳐 형성된다.

균사체에서는 무수히 많은 자실체를 한꺼번에 형성함으로써 하나의 포자가 많은 종족을 번식하게 되는 셈이다.

분류

• 생식균사(reproductive hypha): 기균사, 기질로부터 공기 중으로 뻗어서 생식세포나 포자를 형성하는 균사
• 영양균사(vegetative hypha): 기중균사, 기질 속으로 들어가거나 기질 표면에 퍼져서 영양분의 흡수에 관여하는 균사
• 유격균사(septate hypha): 격벽(septum)이 있는 균사
• 무격균사(coenocytic hypha): 격벽이 없는 균사

역할 및 구조

• 곰팡이는 균사체를 통해 영양분을 흡수한다. 감염된 부위의 균사는 소화효소를 분비하여 중합체(polymer)를 단량체(monomer)로 분해하고 흡수한다.
• 균사는 가지 끝쪽 방향으로 생장하는데, 폴라리솜(polarisome)에 의해 결정된다. 폴라리솜은 균사의 끝 지점에서 액틴 필라멘트(actin filament)의 국소화된 결합을 유도하고 세포의 극성을 결정하는 단백질 복합체로, 균사의 생장에 있어 중요한 역할을 한다.
• 균사는 세포벽으로 둘러싸인 가느다란 실모양을 하고 있으며, 길이는 일정하지 않으나 직경은 균일하고, 종류에 따라 혹은 조건에 따라 2 ~30m에 이른다.
• 고등균류는 격벽을 가지고 있어 단위세포의 형태로 구획되어 있으며, 격벽에는 격벽공이 있어며 원형질은 균사 전체를 통해 연속되어 있다.
• 균류는 균사에 격벽의 유뮤에 따라 분류할 수 있다. 자낭균류와 담자균류는 격벽이 있으며, 접합균류의 경우 균사에 격벽이 없는 다핵체 균사이다.

균핵

균핵(sclerotium)은 곰팡이 같은 균계 생물체의 균사체가 얽혀 굳은 휴면체로서 단단하게 경화된 덩어리로, 둥글거나 납작하거나 길어지는 다양한 형태를 가지며 크기도 다양하다. 균핵은 냉동, 건조, 미생물 침입, 숙주의 부재 등 주변 환경이 불리하고 극단적인 경우 만들어져 유리한 생장조건이 될 때까지 유지되다가 주변 환경이 생장에 유리한 조건이 되면 균핵으로부터 균사가 만들어져 생장을 시작한다. 균핵의 구조는 종마다 매우 다양하며 일반적으로 껍질은 어두운색을 띤다. 균핵의 내부는 일반적으로 길고 가지가 없는 균사로 구성되어 있으며 대체로 껍질층과 색이 다르다. 균핵은 물리적 분해 및 미생물 등에 의한 분해에 매우 강하며 토양 및 식물 잔해물에서 수년 동안 생존할 수 있다. 특히 곰팡이 균핵은 독성을 가진 알칼로이드 성분을 가지고 있어 맥각중독증(ergotism)과 같은 질병의 원인이지만 이를 약제로 사용하기도 한다.

참고자료

• 〈균사체(생명과학대사전)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈균사체(식물학백과)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈균핵(식물학백과)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈균사체(미생물학백과)〉, 《네이버 지식백과》
• 비알엠 연구소〈버섯의 자실체와 균사체〉, 《네이버 블로그》, 2015-12-07

같이 보기

• 진핵생물
• 균류
• 원핵생물
• 버섯
• 자실체
• 집단
• 진균
• 식물
• 뿌리
• 줄기
• 잎
• 효모
• 곰팡이
• 엽록소
• 세포벽
• 균
• 빵
• 떡

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