장어 이나 장어가 아닌 어류 칠성장어와 먹장어
척삭동물은 1) 인두궁(Pharynx), 2) 내주(endostyle), 3) 두뇌에서 나오는 척삭, 4) 신경계, 5) 꼬리 라는 공통점이 있다. 여기에 더해서 좀 더 진보한 척삭동물은 척추를 가지고 있다. 척추란 척삭을 감싸서 보호하는 뼈대이다.
가장 원시적인 척추동물은 어류이다. 그중에서 원구아강에 속하는 칠성장어와 먹장어가 대표적이다. 이들은 이름에 장어가 들어가나 장어와는 거리가 먼 원시적인 어류이다.
이들은 언뜻 보기에 징그러워 보인다. 길쭉한 몸에 턱도 없고, 입이 동그란 구멍으로 나 있다. 이들의 주식은 다른 어류에게 기생해서 피를 빨아먹거나 물속에 가라앉은 어류나 고래의 시체를 먹는다. 이들은 크게 자라는 경우에는 1m에 가까운 길이까지 자라나며, 위험에 처하면 점액을 분비하기도 한다.
먹장어가 점액을 분비하는 장면. 출처-https://www.youtube.com/watch?v=t5PGZRxhAyU
화석기록을 보면 1m를 넘어가는 대형크기로 자라나는 생물은 아트로폴레우라 같은 절지동물을 제외하면(산소농도가 높았던 시기였기에 가능하였다. 산소농도가 높다는 것은 이들이 흡수하는 산소량이 높은 것과 관련이 있다.)모두 척추동물들이다. 척추라는 기둥이 몸에 있는 덕분이다.
생물이 살아서 움직이기 위해서 필요한 것이 바로 산소이다. 산소를 흡수하고 체내에 퍼지게 하기 위해서 충분한 산소를 체내에 가지고 있어야 한다.
산소를 얻기 위해서 척추동물은 인두열을 발달 시켜 아가미로 만들었다. 모세혈관 고리로 구성된 아가미는 가스교환을 하는 역할을 한다. 아가미에서 흡수한 산소가 혈관을 드나들면서 몸 전체로 퍼져나간다. 본래 물을 빼는 역할을 하는 인두는 척추동물에 와서 흡수한 물을 빼면서 물속에 녹아 있는 용존산소를 흡수하는 역할을 한다.
우리 신체의 가슴의 중앙에는 심장이 위치한다. 심장은 항상 뛰며 심장이 뛰지 않으면 죽게 된다(의료계에서는 심장이 뛰지 않으면 사망한 것으로 판단된다.). 심장이 항상 뛰는 이유는 산소 때문이다. 산소가 신체 내부에 전해지기 위해서는 산소가 포함되어 있는 혈액이 체내에 전해져야 한다. 따라서 혈액이 흐르기 위해서 심장이 항상 뛰면서 혈관에 압력을 전한다. 그러면 혈액이 이동하면서 산소를 체내에 전달한다. 이런 기본적인 호흡 및 산소공급은 현재 우리의 신체에서도 동일하게 일어나고 있다.
뇌와 귀
척추동물은 또한 머리가 커다랗다. 배아가 발생하고 자라면서 머리가 커진다.
머리에는 두뇌가 있다. 두뇌가 있어 우리는 생각을 할 수 있고, 우리의 신체를 움직이는 지시를 내릴 수 있다(쉽게 말해서, 우리가 움직일 수 있는 건 뇌에서 신호를 신체 부위로 보내기 떄문이다.).척추동물의 뇌는 여러 부위로 나누어져 있다. 크게 전뇌, 중뇌, 후뇌로 나누어져 있다. 전뇌는 대뇌와 간뇌로 이루어져 있다. 대뇌는 신체의 모든 곳에서 전해지는 신호가 모이는 곳으로 사고 및 판단과 의사결정을 담당한다. 군대로 치면 사령부 같은 곳이다. 동시에 대뇌에서 나오는 후각을 담당하는 감지기가 코까지 이어져 있다. 간뇌는 시각과 중뇌, 후뇌에서 오는 신호를 담당한다. 간뇌에 있는 시상은 눈과 두정안(눈 외에 정수리 한 가운데에 달린 빛을 감지하는 기관이다. 파충류는 성장하면서 두정안이 피부와 비늘로 덮이고 포유류는 아예 두정안이 없다.)이 연결되어 있다. 동시에 중뇌와 후뇌에서 전달해오는 신호를 대뇌로 전달하기도 한다. 마지막으로 간뇌는 허기나 갈증, 신진대사 및 성욕을 담당한다. 모두 생물이 살아가고 번식을 하는데 중요한 것들이다. 중뇌는 청각과 몸의 평형을 담당한다. 두 역할 모두 귀에서 들어오는 신호이다. 따라서 주뇌는 귀와 매우 가깝다고 볼 수 있다. 후뇌는 소뇌와 연수로 이루어져 있다. 소뇌는 근육의 움직임을 담당한다. 위장의 움직임에서부터 몸의 움직임이 소뇌가 있어서 가능한 것이다. 연수는 우리 몸에서 가장 중요한 심장의 운동과 호흡을 담당한다. 생물이 살아있을 수 있도록 가장 중요한 역할을 하는 것이다.
(전뇌) 대뇌-총 생각 및 후각 담당
(전뇌) 간뇌-시각 및 성욕과 허기 담당
중뇌-청각 및 몸의 평형
(후뇌) 소뇌-근육의 움직임
(후뇌) 연수-심장 박동 및 호흡
이 특징들은 모두 초기 척추동물부터 계속 이어져 온 것들이다.
귀. 소리를 듣고 동시에 우리 몸의 균형을 담당
개인적으로 소리를 듣는 것은 눈으로 보는 것 다음으로 가장 중요한 감각이라고 생각한다. 청각은 공기의 흐름을 감지하는 것이다. 우선 귀에 있는 외이도를 통해서 진동이 귓속으로 들어간다. 들어간 진동은 귓속에 있는 막인 고막을 울린다. 울린 신호가 망치뼈-모루뼈-달팽이 관속에 위치한 젤리 같은 끈적이는 것으로 덮인 섬모를 통해서 중뇌로 전달되는 것이다. 이런 청각은 사실 물속에서 살았던 우리의 조상인 원시 척추동물 때부터 매우 중요한 감각기관이었다. 우서 물속에서는 공기 중보다 소리가 더 빠르고 더 강하게 전달이 된다. 공기보다 물의 밀도가 더 크기 때문에 똑같은 에너지가 전달되어도 흔들림이 더 커지기 때문이다. 따라서 물에서 사는 생물일수록 시각보다는 청각에 더 의존하는 경향이 강하다.
동시에 어류는 측선이라고 하는 선이 신체의 좌우 측면에 나 있다. 측선은 어류에게는 매우 중요한 기관이다. 물속에서 신호가 어느 쪽에서 전달이 되는지를 측선을 통해서 감지해내기 때문이다. 포식자가 어느 쪽에서 오는지, 먹이가 어느 쪽에 있는지를 측선으로 감지해낼 수 있다. 인간에게는 측선이 없지만 대신 귀 한쌍이 양옆에 달려있어서 소리가 어느 쪽에서 전달이 되는지를 감지 할 수 있다.
귀의 또 다른 역할은 바로 몸의 평형을 감지하는 것이다. 귀 안에 신경말달 끝에 이석이라고 하는 탄산칼슘 성분의 돌과 비슷한 것이 부착되어 있다. 신체가 어느 쪽으로 기우는가에 따라서 중력의 영향으로 이석이 기울게 되고, 기우는 쪽으로 신경이 감지가 된다. 그래서 우리는 귀를 통해서 몸이 어느 쪽으로 기우는가를 알 수 있다(궁금하면 고개를 좌우로 기울여보라.). 동시에 내이 안쪽에는 반고리관이라고 하는 3개의 관이 존재한다. 이 관속에는 액체가 채워져 있으며 이 액체는 몸이 돌아가는 방향의 반대쪽으로 기울어진다. 좌, 우, 위, 아래로 고개를 움직이면 반고리관 속의 액체는 반대쪽으로 쏠린다. 그러면서 반고리관과 연결된 신경 말단으로 신호를 보낸다. 고막과 섬모가 있어서 우리는 소리를 들을 수 있고, 이석과 반고리관이 있어서 우리는 몸이 어디로 기우는지를 알수 있다.
다만 모든 척추동물의 반고리관이 4개 인것은 아니다. 먹장어는 반고리관이 1개이고 칠성장어는 2개라고 한다.
책에서 안 나온 내용을 추가해보자면 귀는 주위의 압력을 감지하는 역할도 한다. 우리 주변의 압력이 강하게 가해진다면(물속 깊이 들어가면 생기는 수압이라던가) 유스타키오 관을 통해 압력이 전해져서 우리 몸의 압력의 평형을 맞추기도 한다(비행기를 타거나 터널에 들어가면 귀가 먹먹해지는 이유가 이 때문이다.).
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