선인장

목기린선인장아과

목기린선인장아과(Pereskioideae)는 Pereskia속의 17종만을 포함하는 아과이다. 한때 Peireskia속과 Rhodocactus속으로 분류되었으나 분류법이 유효하지 않아서 Pereskia로 통합되었다. 진화의 중간단계에서 넓은 잎을 가진 상태의 선인장으로 목질화하며 2미터 이상의 관목으로 자라난다.

선인장아과

선인장아과(Opuntioideae)는 둥글고 납작한 모양의 선인장, 괴근을 형성하는 길쭉한 형태의 선인장, 큰 잎이 달리며 다육조직을 가진 선인장, 원통형으로 자라며 목질화하는 선인장 등을 포함하는 아과로, 저밀도의 다육을 형성하고 있다. 부채선인장들은 일반적으로 새로운 조직을 성장시킬 때 잎의 흔적인 작은 돌기를 가시자리마다 하나씩 생성한다. 이 돌기는 성장 직후 말라 없어진다. 중국 남부에서는 부채선인장을 개량하여 식량 대체작물로 재배하고 있다. (단위면적당 생산량이 기존의 벼와 비슷하다고 한다.) 원산지에서는 자연 상태에서 10m 이상 크는 종류들도 존재한다.

의사엽선인장아과

의사엽선인장아과(Maihuenioideae)는 유일속 의사엽선인장속('Maihuenia')에 2종으로만 이뤄진, 선인장과 내에선 가장 작은 아과이다. 아르헨티나와 칠레의 고산지대에 자생하며, 줄기는 목질화하고 땅에 납작하게 붙어서 넓게 퍼진다. 잎은 작고 다육질이다.

기둥선인장아과

기둥선인장아과(Cactoideae)는 선인장 진화의 막바지에 발생한 선인장들로서 그 종류가 매우 다양하다. 10m 이상 거대한 기둥으로 성장하는 종, 땅바닥을 기는 종, 밑으로 늘어지는 종, 공 모양을 형성하는 종 등 매우 다양한 모양과 습성을 갖는 거의 대부분의 선인장을 총칭한다.

진화

선인장의 진화는 특별히 알려지지 않고 있다. 선인장의 진화가 6000만년 전 판게아대륙이 아메리카와 아프리카/유라시아 대륙과 분리되기 시작한 이후 이뤄졌기 때문에 아메리카 대륙에만 존재한다고 추정될 뿐이다.
선인장의 다육조직의 특성상 화석이 남기 힘들기 때문에 명확한 진화계통을 알 수 없고, 다만 그 형태로 진화의 단계를 추측할 뿐이다.

자생지

선인장은 아메리카 대륙에서 진화해 왔고, 그래서 모든 종류의 선인장은 아메리카 대륙에 자생한다. 일부 선인장들은 씨앗이나 줄기 형태로 해류를 타고 아프리카 남부나 아시아의 필리핀, 인도네시아, 중국 남부, 제주도 등으로 떠내려와 자연적 자생군락을 형성하는 경우도 있다. 아메리카 이외의 자생군락이 언제 생겼는지는 전 세계적으로 기록을 전혀 발견할 수 없으며, 비교적 오래된 것은 아닌 것으로 추정된다.
선인장 분포지역은 주로 건조한 반건조지대나 사막지역, 고산지역으로 연 강우량이 20mm 이상이거나 안개 등으로 계속해서 수분이 공급되는 지역이다. 연 강우량이 20mm 미만이고, 수분공급이 원활하지 않은 곳에서는 선인장이 생육할 수 없다. 반대로 다시 다습한 열대우림 등에 적응한 선인장들도 존재하는데, 원예용으로 많이 재배되고 있는 게발선인장이나 공작선인장과 같은 종은 남아메리카의 여러 열대우림의 나뭇가지에 존재하는 이끼에 뿌리를 내리고 서식할 수 있도록 진화했다. (이들 선인장들을 흙에 심지 않고 이끼에 심는 이유는 이러하기 때문이다.) 대한민국에 군락을 형성한 Opuntia ficus-indica,Opuntia humifusa 계열의 선인장들도 제주도 장마 등에 견디며 성장하는 습한 환경에 강한 모습을 보여주고 있다.
선인장은 기온에 다양하게 적응한 모습을 보여준다. 일반적인 선인장들은 최저온도 5~0℃ 정도의 생육온도를 갖고 있다. 그러나 최저 생육온도가 -20℃에 이르는 고산지대에 적응하여 진화한 종도 있을 정도로 폭넓은 편이다.

광합성

선인장은 건조에 강하도록 진화된 다육식물의 일종인 CAM 식물로서 일반적인 식물의 광합성과 얼개를 달리한다.
일반적인 식물들은 명반응과 암반응이라는 구분된 광합성 과정을 통하여 낮에는 광합성을 통한 산소를 방출하고, 밤에는 호흡을 통한 이산화탄소를 방출하는 데 반해서 선인장을 포함한 일부 CAM 식물들은 기온이 높은 낮에 기공을 열어 수분을 손실하는 대신 낮에 적은 양의 명반응 광합성을 하여 생산물을 포도당으로 완전히 변환시키지 않고 중간과정물로 몸에 저장하고, 밤에 이산화탄소를 흡수하여 포도당으로 변화시키고 부산물인 산소를 방출한다.

무성생식

선인장은 일반적으로 줄기 부근에 작은 조직을 쉽게 만든다. 이 조직을 보통 '새끼'나 '자구'로 부른다. 일반적인 식물과 같은 관점에서 이 조직은 '가지'와 같은 조직으로 생각할 수 있다. 선인장은 쉽게 새 뿌리를 만듦으로 이러한 조직을 통해 쉽게 새로운 개체를 만들 수 있다. 새로운 개체는 기존의 개체와 수명 등으로 연관된다는 것을 고려할 때 계속해서 무성생식하는 것은 불가능하다.

유성생식

모든 선인장은 꽃을 피우고 열매를 맺는다. 선인장은 종류에 따라서 자가수정이 가능한 종류가 있고, 타가수정만 가능한 종류가 존재한다. 이때 선인장이 무성생식을 한 개체의 경우는 모두 한 개체로 인식하므로 타가수정만 가능한 선인장 종류들은 번식에 쉽지 않다. 1970년대에 대한민국에 많이 보급됐던 화성환 종류의 경우 대부분 한 개체로부터 무성생식의 방법으로 번식된 개체였기 때문에 현재 유성생식을 하기가 상당히 어렵다고 알려져 있다.

접목

선인장의 세포조직은 다른 종류의 식물과 비교적 친화가 쉽기 때문에 선인장끼리, 또는 선인장과 다른 식물들을 하나로 붙여 키우는 것이 가능하다. 이러한 방법으로 키우는 것을 접붙이기라고 한다.
접붙인 선인장은 찾기가 매우 쉬운데, 일반적으로는 빨간 비모란이 녹색의 삼각주 위에 붙어있는 모습을 연상하면 된다.
선인장의 접붙이기는 여러 가지 이유로 시행되고 있는데 각각의 경우에 따라서 매우 주의해야 한다. 접붙이기를 하는 가장 일반적인 이유는 성장을 빨리 하게 만들기 위해서다. 일반적으로 접을 붙인 선인장은 스스로 자라는 선인장에 비해서 성장속도가 훨씬 빠르다. 따라서 빨리 성장시켜 출하해야 하는 농민의 입장에서는 접붙이기의 유혹을 벗어나기 힘들다. 하지만 성장이 빠른만큼 선인장의 수명이 짧아져서 접을 붙인 이후 최대 3년 정도의 수명밖에 갖지 못한다.
일반적으로 구입한 선인장이 쉽게 죽는 이유는 접붙이기와 관련이 있다. 따라서 접붙이기는 최대한 하지 않는 것이 좋다. 그러나 접붙이기가 반드시 필요한 경우가 존재하는데, 연구를 하기 위한 경우와 개체변이 때문인 경우가 존재한다. 연구를 위해서는 빠른 번식이 필요한데, 실생 선인장의 경우 성장 속도가 매우 느리고, 죽을 염려도 크므로 접붙이기를 통해 안전하고 빠르게 재배한다.
선인장의 개체변이 중 '금'과 '철화'가 있는데, 이에 대해서는 따로 살펴볼 필요가 있다. 아무튼 개체변이 중 '금'은 접붙이기를 하지 않으면 재배 자체가 불가능한 경우가 존재하므로 반드시 접붙이기가 필요하다. (예: 빨간 선인장(비모란)) 선인장의 종(예: Ferocactus 종류)에 따라서 접붙이기를 하면 성장이 느려지는 경우가 있다.

파종

파종을 하기 위해 준비한 선인장 씨앗은 대부분 모래의 표면에 바로 뿌린다. 흙덮기는 하지 않아야 한다. 적당한 일광이 있어야 잘 발아하는데 흙의 거름 상태와 햇빛의 강도의 차이, 통풍의 유무, 수분의 양에 따라 발아하는 시기가 모두 달라진다.
파종을 하기 위한 춘화처리 등의 특별한 처리는 전혀 필요치 않고, 일반적으로 씨앗을 채집하자마자 바로 파종하는 것이 좋다. 채종한 씨앗은 보통 약 1년 정도는 보관이 가능한데, 종에 따라서 채종 후 6개월 정도면 발아율이 현저히 떨어지는 종이 있다고 알려져 있다.

발아

선인장을 파종한 뒤에 1일~6개월의 발아시간이 필요하다. 품종에 따라서 기간이 많이 차이가 남으로 파종을 하기 전에 충분한 정보를 얻어두는 것이 필요하다. 선인장을 처음 씨앗을 뿌리면 유묘가 발생한다. 선인장들은 씨앗이 매우 작지만 발아를 하면 물을 많이 흡수해서 보통 10배 이상으로 부풀어 오르는 종이 있다. 처음 발생한 유묘는 가시가 없지만 첫 며칠만에 작은 가시를 성장점에 만든다. 그 이후 1차적으로 줄기를 만들어 성장을 하면서 정상적인 몸체를 만드는데 매우 작고 여린 가시를 만든다. 이 시기는 대략 1~2년 정도이다.

성장과 가시의 변화

선인장이 성장하면서 여러 단계로 가시를 만든다. 유묘였을 때 만든 가시는 매우 작고 부드럽지만, 성장하면서 1~2년 이전에 만든 가시는 까끌까끌한 정도의 느낌이 들 정도의 가시를 만든다. 그 이후 만드는 가시는 우리가 알고 있는 가시다.
선인장의 종류에 따라서 7~10년 정도의 성장을 거치면 본가시가 발생하는 경우가 있다. 본가시는 매우 크고 강한 가시를 말하는데 종류에 따라 다르지만 보통 수 cm 정도의 가시로 바라보는 사람들이 위협을 느낄 정도의 모양과 크기를 갖는다. 주로 강자류 중의 Ferocactus 속의 선인장들이 이러한 변화를 확연히 보여준다.

수명

일반적으로 선인장의 수명은 대부분 수백 년 이상이다. 우리가 원예용으로 가꾸는 작은 선인장들도 수명이 수십 년 정도이므로 가꾸고 감상하는 데 충분한 시간은 될 것으로 생각된다.
핸드폰 고리에 사용되는 선인장들은 강제적 번식방법을 동원해서 만든 싹들인데, 이러한 선인장들도 크기가 수 미터, 수명이 수백 년씩 하는 것들이 대다수이다.
선인장 중에서 가장 수명이 짧은 선인장은 산동이라는 선인장으로 수명이 딱 4년이고, 꽃도 4년이 됐을 때 딱 한 번 핀다. 이 선인장은 또한 자가수분이 된다.
그러나 선인장들 중에서는 기존의 조직이 계속 사라지면서 새로운 조직을 만드는 종{대표적인 예로 백단(손가락 선인장)}이 있으므로 뚜렷하지 않은 경우도 있다고 생각할 수 있겠다.

개체 변이

모든 생물에는 개체변이가 존재한다. 이 문단에서 작성하는 내용은 사실 선인장에만 해당되는 내용은 아닐 것이라 생각한다. 그럼에도 불구하고 이 두 개체변이는 선인장 재배와 감상에 중요하기 때문에 선인장 문서에 담는다.
개체변이한 개체를 일컬을 때 이름+변이이름으로 부른다. 예를 들어 백단이 금이 들었다면 '백단금'으로 부른다.

금

금은 식물의 개체의 일부분에 엽록체가 사라지는 현상을 말한다. 엽록소가 파괴되는 것은 아니고, 성장할 때 일부 세포에 엽록체가 포함되지 않는 현상이다. 성장점에 포함된 여러 개의 세포들이 세포분열을 하는 과정에서 세포질 분리가 일어나면서 엽록체가 전혀 전달되지 않는 세포가 발생할 때 금이 생겨난다.
금은 식물체의 세포가 갖는 색소의 색에 따라서 여러 가지 색으로 발생할 수 있다.선인장의 경우에는 대부분 노란 색 금이 드는데, 간혹 붉은 색의 금이 드는 경우도 존재한다. 금은 여러 가지 형태로 나타나며, 대부분은 씨앗일 때부터 금의 요인을 갖고 있으나 성장 도중에 갑자기 생기기도 하고, 성장 도중 금의 성질이 사라지기도 한다. 성장 도중 갑자기 금이 등장하는 경우는 대부분 줄기 옆에 새로운 줄기(가지)를 만들 경우가 많다. 금이 든 부분에는 엽록체가 없기 때문에 그만큼 광합성을 할 수 없고, 그래서 그 식물체는 다른 정상적인 개체보다 훨씬 약하다. 따라서 금이 든 개체는 재배하기가 무척 힘들며, 자연상태에서는 자연스럽게 자연도태 될 대상인 경우가 많다. 금의 형태에 따라서 값이 수~수백배 이상으로 거래되기도 한다. 금이 잘 드는 개체의 경우 일반적으로 통용되는 경우가 있는데, 단모환의 금은 '단모환금'이라 불리지 않고 세계도라는 특별한 이름을 갖는다.

철화

선인장은 대부분 0차원의 점으로 성장점을 갖는다. 그런데 어떤 경우에 성장점이 갑자기 1차원의 선으로 변화하는 경우가 있으며, 원형(○)으로 변화하는 경우도 있다. 이렇게 성장점이 변하는 것을 철화라고 부른다. 철화는 개체의 성장이 매우 빨라지게 되며 결과적으로 몸체는 약화된다. 철화의 경우도 종류에 따라서 값이 수~수백배 이상으로 거래되기도 한다. 바위선인장(암석주)의 경우 기둥선인장의 철화가 비교적 최근에 하나의 유전적 종으로 고정된 특이한 경우다.

구름선인장

선인장들 중에 구름선인장이라는 종류가 있다. 이 선인장들은 대체적으로 약 10년간 일반적인 공선인장처럼 성장하다가 10년이 지난 뒤에 성장을 멈추고 화좌를 형성시킨다. 화좌는 흰색 또는 분홍색의 솜처럼 보이는 경우가 많은데, 이는 실제로는 내부에 크고 작은 많은 가시들로 이뤄진 성장조직이다. 구름의 꼭대기에서는 매년 상시로 꽃이 피고 작은 고추같은 열매를 맺는다.
구름선인장들의 일반적인 수명은 수십 년으로 알려져 있다.
어린 구름선인장들을 일반적인 공선인장들과 구분하는 방법은 간단하다. 가시자리의 주변가시들의 방향이 공선인장들은 윗쪽으로 더 길게 자라는 반면 구름선인장들은 아래로 더 길게 자란다.

오우옥

오우옥(Lophophora williamsii, 피요테)는 매우 특이한 선인장이다. 오우옥은 애초에 가시가 존재하지 않는 선인장이고, 대신 가시자리만 존재한다. 전체적으로 둥근 모양인 로포포라(Lophophora) 속의 선인장이다. 오우옥은 점차 성장하면서 가지자리의 솜털이 점점 더 길어지게 자란다. 오우옥의 가시자리를 관용적으로 솜자리라고 부른다. 오우옥의 체액에는 마취성 성분의 메스칼린(마약)이 포함되어 있어 인디언이 종교행사를 하기 전에 사용했다는 이야기가 전해진다. 현재는 미국의 천연기념물로 등록된 희귀 보호종이며, 국가간 거래 금지 품목에 포함되어 있다.

강자류

선인장들 중에 가시가 크고 강하게 생긴 것을 강자류라고 부른다. 강자류는 두 종류의 속에 속한 선인장들만을 포함시키는데 페로칵투스(Ferocactus)와 에키노칵투스(Echinocactus)가 그들이다. 페로칵투스(Ferocactus)의 경우 일반적으로 낚시바늘처럼 생긴 중앙가시를 갖고 있어 원주민들이 이를 이용해 낚시를 했다는 이야기도 전해지며, 낚시바늘처럼 생기지 않은 곧은 중앙가시를 갖는 종류는 중앙가시를 뽑을 때 딸려나오는 긴 섬유소 줄기로 옷을 꿰맸다는 이야기가 전해진다. 에키노칵투스(Echinocactus)는 대표종이 금호로서 일반적인 식물원에서 많이 키우는 대표적인 선인장 종류로 유명하다. 금호는 30년의 나이가 되어야 꽃을 피우는 것으로 유명하다.

변경주

변경주(saguaro, 사구아로)는 변경주속의 유일한 종이며, 세계에서 제일 거대한 선인장이다. 애리조나주와 인접한 멕시코의 영토에 자생한다. 길이는 7-8미터에 달하고, 비를 흠뻑 머금었을 때의 무게는 수 톤에 달하며 수백년을 살 수 있다. 과일은 꼭대기에 열리는데 먹을 수 있으며 속은 용과와 비슷하다.