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탐구보고서 : 솔방울이 날씨에 따라 모양이 변하는 이유는?
1. 탐구주제
솔방울이 날씨에 따라 모양이 변하는 이유는 무엇일까?
2. 실험동기
우리 집 앞에는 오래된 소나무가 몇 그루 있다. 주의 깊게 생각해 본적이 없었는데, 며칠 전 소나기가 시원하게 내리던 날 창밖을 보다가 발견했다. 평소에 땅에 떨어진 솔방울을 가지고 놀 때에는 활짝 펼쳐진 모습이 꽃처럼 보였는데, 비오는 날에는 방울처럼 보였다. 그날에만 그렇게 보인건지 솔방울의 특성이 따로 있는지 알고 싶어 실험하게 되었다.
3. 탐구를 통해 알고 싶은 점
- 솔방울이 날씨에 따라 모양이 변할까?
- 솔방울의 모양이 변하는 이유는 무엇일까?
- 솔방울과 같은 변하는 습성을 가진 식물은 어떤 것들이 있을까?
4. 준비물
?땅에 떨어진 오래된 솔방울과 가지에 달린 솔방울 각각 1개
?투명한 컵들, 디지털카메라, 시계, 종이와 연필
5. 실험 방법 및 절차
① 소나무 아래에 떨어진 오래되어 보이는 솔방울과 가지에 달린 솔방울을 각각 1개씩 준비한다.
② 투명한 컵에 각각의 솔방울을 넣고 물을 넣는다.
③ 시계를 보면서 5분마다 솔방울의 변화를 사진을 찍어 기록, 관찰한다.
6. 탐구결과 예상
- 가지에서 따온 솔방울은 물에 불어서 커질 것 같다.
- 오래된 솔방울은 물 때문에 하나하나 떨어질 것 같다.
- 물에 불은 솔방울이 동그랗게 보였을 것이다.
7. 실험과정
① 소나무 아래에 떨어진 오래되어 보이는 솔방울과 가지에 달린 솔방울을 각각 1개씩 준비한다.
② 투명한 컵에 각각의 솔방울을 넣고, 솔방울이 충분히 잠길 만큼의 물을 넣는다.
③ 시계를 보면서 5분마다 솔방울의 변화를 사진을 찍어 기록, 관찰한다.
④ 실험 사진
<준비물> <물에 담근 솔방울 사진>
※ 작은 솔방울이 땅에 떨어진 오래되어 보이는 솔방울, 큰 솔방…(생략)
울이 가지에서 막 따온 솔방울이다.
8. 실험결과
<물에 방금 담근 솔방울> <물에서 30분 지난 솔방울>
※ 물에 담근 솔방울은 점점 오므라들었다. 활짝 펼치고 있을 때에는 국화꽃 같은 꽃잎모양이라고 생각했는데, 오므리고 있을 때에는 파충류의 비늘처럼 보였다.
<물에서 1시간 지난 솔방울> <물에서 2시간 지난 솔방울>
※ 1시간, 2시간이 지날 때마다 솔방울이 점점 작아지는 것처럼 보인다.
<물에 넣기 전의 솔방울들> <물에서 2시간 지난 솔방울>
※ 처음 물에 넣기 전의 솔방울 사진과 물에서 2시간이 지난 솔방울의 사진을 비교했더니, 변화를 한눈에 볼 수 있었다.
물에 담긴 솔방울은 시간이 흐를수록 꽃잎처럼 벌어졌던 모습에서 오므라들어 단단한 파충류의 비늘처럼 변했고, 크기도 더 작아져 보였다.
9. 탐구결과
솔방울은 시간이 지날수록 꽃잎처럼 펼쳐져 있던 모습에서 점점 오므라들어 딱딱한 파충류의 비늘처럼 변했고, 크기도 약간 작아진 것처럼 보였다. 물에 불어서 커지거나 꽃잎처럼 보이던 부분이 하나하나 떨어질 것이라 생각했는데 결과는 그렇지 않았다.
처음 물에 담갔을 때부터 30분까지는 점점 오므라드는 모습을 눈으로 확인할 수 있었지만, 30분 이후부터 1시간이 지날 때까지는 조금 작아진 것처럼 보이는 것 말고는 거의 변화를 알아챌 수 없었고, 1시간 이후부터는 사진으로 봐도 잘 모를 정도로 변화가 거의 없었다.
땅에 떨어진 솔방울과 가지에서 따온 솔방울은 크기의 차이가 있긴 했지만, 변화는 거의 동시에 일어났다. 하지만, 물에서 꺼낸 솔방울들에서 차이점을 발견할 수 있었다.
처음 물에 담그기 전에는 딱딱한 정도가 비슷했는데, 물에서 2시간이 지난 솔방울을 꺼냈을 때에는 딱딱한 정도가 달랐다. 땅에 떨어진 솔방울은 누르면 물이 빠져나올 정도로 힘이 약해져 있었지만, 가지에서 따온 솔방울은 더욱 딱딱해져 하나의 덩어리가 된 것 같았다.
물에 담그면 바깥쪽이 잘 부풀어 올라 솔방울은 오므라든다. 이것은 안쪽이 부풀거나 오므라드는 것이 바깥쪽보다 적기 때문인 것으로 보인다. 즉 외부 날씨에 영향을 많이 받는 바깥쪽이 물에 담그면 많이 부풀고 햇볕에 마르면 잘 오므라들기 때문이다. 이러한 운동으로 속에 들어 있는 씨를 보호하고, 나중에는 바람에 실어 보내는 것 같다.
10. 그 외 인터넷을 통해 알게된 점
★ 솔방울이 만들어지는 과정
봄이 되면 소나무도 새싹이 나옵니다. 대나무의 죽순처럼 올라온다 해서 송죽이라고 합니다. 소나무는 암수가 같이 있는 자웅 동주입니다.
송죽에는 수꽃(꽃가루를 송화 가루라고 하죠)과 암꽃이 있습니다.
이 수꽃의 꽃가루가 바람에 날려 암꽃(이건 처음부터 솔방울 모양입니다. 소나무에 따라 솔방울보다는 성냥개비를 연상시키는 모양도 있습니다.)에 날아가서 수정(수분)이 되면 솔방울이 성장하게 됩니다. 솔방울이 성장하고 그 안의 소나무씨앗이 다 자라면 솔방울이 벌어집니다. 나무에 매달린, 자라고 있는 상태의 솔방울은 우리가 아는 솔방울처럼 벌어져있지 않습니다. 마치 파인애플의 몸통처럼 틈이 없이 촘촘하지만 씨앗이 나가기 위해 우리가 아는 모양의 솔방울이 되는 것입니다.
★ 식물의 운동
1. 생장운동 - 식물체의 부위에 따른 생장속도의 차이로 인해 일어나는 운동
> 굴성; 식물에 자극의 방향에 대해 일정한 방향으로 굽어 자라는 현상
굴광성. 굴수성, 굴지성, 굴촉성, 굴화성
ㆆ 줄기 양성굴광성, 음성굴지성
? 뿌리 음성굴광성, 양성굴지성
> 감성; 자극의 방향과는 관계없이 자극의 세기에 따라 일정한 방향으로 생장
감광성; 민들레는 낮에 꽃이 피고 밤에는 닫힌다. (선인장, 채송화 등)
감온성; 튤립은 고온에서 꽃 피고 저온에서 닫힌다. (크로커스 등)
감촉성; 끈끈이주걱, 파리지옥 등
2. 팽압운동
산 세포 내의 수분량 변화에 따른 팽압 변화에 의한 운동
>기공의 개폐운동, 미모사 잎의 개폐운동
>콩과 식물 잎의 수면 운동(밤에 오므라들고 낮에 펴지는 운동)
>건습 운동; 죽은 세포 내의 수분량 변화에 따른 운동
콩깍지 봉숭아 열매의 터짐, 솔방울이 벌어지는 것, 고사리 포자낭의 환대 운동
※ 소나무
겉씨식물 구과목 소나무과의 상록침엽 교목. 솔·솔나무·소오리나무라고도 한다. 한자어로 송(松)·적송(赤松)·송목·송수·청송이라 한다. 줄기는 높이 35m, 지름 1.8m 정도이며 수피는 붉은빛을 띤 갈색이나 밑부분은 검은 갈색이다. 바늘잎은 2개씩 뭉쳐나고 길이 8∼9cm, 너비 1.5mm로 밑부분의 비늘은 2년이 지나서 떨어진다.
꽃은 5월에 피고 수꽃은 새가지의 밑부분에 달리며 노란색으로 길이 1cm의 타원형이다. 암꽃은 새가지의 끝부분에 달리며 자주색이고 길이 6mm의 달걀 모양이다. 열매는 달걀 모양으로 길이 4.5cm, 지름 3cm이며 열매조각은 70∼100개이고 다음해 9∼10월에 노란빛을 띤 갈색으로 익는다.
종자는 길이 5∼6mm, 너비 3mm의 타원형으로 검은 갈색이며 날개는 연한 갈색 바탕에 검은 갈색 줄이 있다. 잎은 각기·소화불량 또는 강장제로, 꽃은 이질에, 송진은 고약의 원료 등에 약용으로 쓴다. 화분은 송화 가루로 다식을 만들며 껍질은 송기떡을 만들어 식용한다. 건축재·펄프용재로 이용되고 테라핀유는 페인트·니스용재·합성장뇌의 원료로 쓰인다. 관상용·정자목·신목(神木)·당산목으로 많이 심었다.
중국 북동부, 우수리, 일본에 분포하고 한국의 북부 고원지대를 제외한 전역에 자라며 수직적으로는 1,600m 이하에 난다. 남복송(男福松:for. aggregata)은 열매인 구과가 가지의 밑부분에 모여난다. 금송(for. aurescens)은 잎의 밑부분을 제외하고 전부 황금 빛깔을 띤다. 여복송(女福松:for. congesta)은 열매인 구과가 가지의 끝부분에 여러 개가 모여달린다.
금강소나무(for. erecta)는 줄기가 밋밋하고 곧게 자라며 외형적으로 소나무의 형태이나 곰솔의 요소가 있기 때문에 소나무와 곰솔간의 잡종으로 본다. 처진소나무(for. pendula)는 가지가 가늘고 길어서 아래로 늘어진 형태이다. 반송(盤松:for. multicaulis)은 줄기 밑부분에서 굵은 곁가지가 많이 갈라지며 수형이 우산처럼 다북하다. 은송(for. vittata)은 잎에 흰색 또는 황금색의 가는 선이 세로로 있다.
http://100.naver.com/100.nhn?docid=364016
11. 탐구를 통해 알게 된 점
솔방울이 습기에 민감하다는 사실을 알았고 솔방울에 대해 많은 관심이 생겼다. 산에 올라가서 떨어진 솔방울을 보면 발로 밟거나 그냥 차버리기 밖에 하지 않았는데, 나무에서 떨어졌는데도 날씨를 구분하여 씨를 젖지 않게 보호한다는 것을 알게 되고나니 솔방울이 이전과는 다르게 보였다.
보통 열매들이나 꽃 등은 줄기, 나무에서 떨어지면 죽는데 솔방울은 떨어져서도 죽지 않고 씨를 보호한다는 점이 신기했다.
또 소나무에 대해서도 많은 것을 알게 되었는데, 잎은 각기·소화불량, 강장제로 쓰이고, 꽃은 이질에, 송진은 고약의 원료 등에 약용으로 쓰인다고 한다. 화분인 송화 가루로 다식을 만들며 껍질은 송기떡을 만들어 먹기도 한다. 건축재·펄프용재로도 이용되고 테레핀유는 페인트·니스용재·합성장뇌의 원료로 쓰인다. 게다가 관상용으로도 쓰인다. 소나무가 이렇게 우리 주위에 많은 용도로 쓰이는지 이전에는 전혀 몰랐다.
12. 탐구를 마치며
여름방학 탐구보고서를 어떻게 써야할지 몰랐는데, 아무생각 없이 지나치던 길가의 솔방울 하나도 이렇게 탐구보고서의 주제가 될 수 있으니 뭔가를 탐구하고 실험해보는데 주저하지 말아야겠다.
소나무 주변에는 노랗게 변한 솔잎이나 솔방울들이 지저분하게 떨어져 있고, 끈적거리는 송진과 구불구불한 소나무의 모양도 예쁘지 않아서 별로 쓸모없는 나무라고 생각했었는데, 이번실험을 통해 소나무의 쓰임과 작은 솔방울 하나에도 나름대로 신비함이 있다는 것을 알게 되었다. 내가 소나무에 대해 아직도 모르는 것이 많겠지만 그 중에서도 재미있고 신기한 것을 알게 되어서 뿌듯하다. 기회가 된다면 앞으로 소나무에 대해 많은 조사를 하고 싶다. 습기에 따른 모양변화가 이루어진다면 눈 오는 날에는 어떻게 변하는지도 조사해보고 싶다.
그리고 땅에 떨어진 솔방울 하나도 자신의 책임을 다하는 것처럼 나도 맡은 일을 끝까지 책임지는 사람이 되어야겠다.
13. 참고자료
국가생물종지시정보시스템 http://www.nature.go.kr/
백과사전 http://100.naver.com/100.nhn?docid=364016
그 외의 자료 http://sychoi.gochang-gh.hs.kr/
네이버 블로그 및 지식인
http://kin.naver.com/db/detail.php?d1id=9&dir_id=91401&eid=Zf7ff5fSlpPogo2LBhp1hn3pwo4ZnZcn&qb=vNa55r/v
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