진화를 통해서 우리가 알수 있는 것은 모든 생물에게는 공통 조상이 있으며, 이를 각기 다른 방식으로 발전하였다는 것이다. 척추동물 역시 이와 다르지 않다. 척추동물 또한 공통 조상에서 분화되어 나왔다. 그러면 척추동물의 공통 조상은 무엇일까?
우리와 가까운 생물 불가사리, 성게
인간을 비롯한 척추동물은 현재 살아있는 동물의 분류군 중에서 어떤 분류군과 가장 가까운 사이일까? 이 질문의 답은 좀 의외로 생각될 수 있으나 바로 극피동물이다. 극피동물이란 불가사리, 성게가 속하는 분류군으로 배아 발달을 연구한 결과 이들은 베아가 발달하면서 항문(anus)이 먼저 발달하고 소화기관이 발달하며 최종적으로 입이 발달하게 된다. 이렇게 입이 마지막에 발달하게 되는 동물을 후구동물(deuterostome)이라고 하는데, 모든 동물군 중에서 후구동물에 속하는 동물은 극피동물과 척추동물을 포함한 척삭을 지닌 동물뿐이다. 이런 특징 외에 유전적으로도 극피동물은 다른 동물군보다 척추동물과 가깝다.
물론 극피동물이 가깝기는 하지만 우리의 직접적인 조상은 아니다. 우리의 직접적인 조상은 극피동물과 상당히 가깝다는 이야기이다.
척삭. 신체의 중추신경
인간을 비롯한 척추동물은 모두 신체에 뼈를 가지고 있다. 그중에서 등뼈를 이루는 척추뼈(vertebra)에는 척삭이 있다. 이 척삭은 두뇌와 연결되어 있으며 우리 몸의 중추신경계를 이룬다. 이 척삭을 가진 동물군을 척삭동물이라고 하는데, 척삭동물은 3분류군으로 나누어진다. 미삭동물(피낭동물이라고도 한다), 두삭동물, 척추동물. 미삭동물은 신체의 꼬리(caudal)에 척삭을 지닌 동물군이고 두삭동물은 머리 쪽에 척삭을 가진 동물이다. 미삭동물의 대표적인 예시로 멍게, 두삭동물의 예시로 창고기가 있다. 미삭동물인 멍게는 두삭동물, 척추동물과는 달리 일생에서 유생시기(larvae)에만 척삭을 가지고 있으며 성장하면 이동하지 않는 부착 생활을 하며 척삭 또한 흡수된다.
고기가 아닌 고기 창고기
이름과는 달리 창고기는 어류가 아니다. 창고기는 크기가 매우 작은데 손가락의 한 마디 길이를 넘지 않을 정도로 매우 작다. 이들의 이름이 창고기인 이유는 이들의 신체가 창과 비슷하기 때문이다. 머리와 꼬리 양쪽이 창처럼 뾰족한데, 머리에는 아직 우리에게 있는 것과 비슷한 두뇌가 있는 대신 신경 다발이 있고, 빛을 감지하는 눈이 있다. 장어와 비슷하게 생겼으나 물속보다는 모래 속에서 굴을 파며 살고 있다.
우리와 이들의 공통점
척추동물과 피낭동물은(일부는 극피동물에서도) 5개의 구조가 배아가 발달하는 과정에서 관측된다. 이 구조를 인두궁(pharynx)이다. 인간에게 인두궁은 목의 기도를 형성하게 된다. 호흡기관을 이루게 되는 것이다. 그러나 모든 인두궁이 호흡과 관련이 있지는 않다.
그런데 창고기는 인두궁을 호흡에 사용하지 않는다. 대신, 이들은 피부를 이용해서 호흡하며, 인두궁은 먹이를 먹을 떄 사용된다. 먼저 창고기가 플랑크톤이 떠다니는 물을 흡수하면 먹이는 물과 함께 흡수된다. 그리고 인두궁에서 먹이가 걸러지고 물만 빠져나간다. 걸러진 먹이는 인두궁 아래에 위치한 주머니인 내주(endostyle)에 들어가게 된다. 내주에서는 점액이 분비되며 분비된 점액에 뒤덥인 먹이는 내주에 있는 섬모(cilia)에 의해 위장으로 넘어가게 된다.
내주는 동시에 요오드와 결합된 단백질을 분비하는데, 이는 창고기의 성장과 생식에 대한 조절을 한다. 즉, 내주는 먹이를 먹는 것과 성장, 생식에 관한 일을 하느 것이다. 내주는 척추동물의 베아발달 과정에서 갑상선(thyroid gland)으로 발전하게 되는데, 척추동물애서 갑상선은 성장과 생식, 신진대사를 조절하는 기능을 하고 있다.
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