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해면동물—단순하지만 대단하다

해면동물—단순하지만 대단하다

 해면동물—단순하지만 대단하다

「깨어라!」 오스트레일리아 집필자

동물의 유골을 사용해서 목욕한다면 기분이 좋을까요? 그렇게 하는 것이 마음에 썩 내키지는 않을 것입니다. 하지만 목욕할 때 쓰는 천연 해면은 사실 해면동물의 섬유질 골격입니다.

“해면동물은 동물의 계보에서 가장 원시적이고 하등한 동물군에 속한다”라고 「내셔널 지오그래픽 뉴스」에서는 알려 줍니다. 이러한 사실 때문에 일부 사람들은 고대의 해면동물이 진화 과정상 동물과 인간의 조상일 것이라고 추측하게 되었습니다. 한 텔레비전 다큐멘터리 프로에서는 해면동물을 “동물계의 이브” 즉 “우리에 이르기까지 있었던 그 모든 것의 기원이 된 조상”으로 평가하기까지 하였습니다.

과학자들은 해면동물에 관하여 무엇을 알게 되었습니까? 해면동물은 그저 단순한 동물에 불과합니까? 아니면 탁월한 설계의 증거를 보여 줍니까?

심장도 뇌도 없지만, 아무 문제도 없다

해면동물이 식물처럼 보일지 모르지만, 아리스토텔레스와 대(大)플리니우스는 해면동물을 정확하게 동물로 분류하였습니다. 전문가들의 추정에 따르면, 전 세계의 호수와 바다에는 적어도 1만 5000종의 해면동물이 살고 있으며 그 모양과 색깔이 엄청나게 다양합니다. 해면동물의 모양을 몇 가지만 언급하자면, 가느다란 손가락 모양, 가운데가 불룩한 통 모양, 넓게 펼쳐진 양탄자 모양, 우아한 부채 모양이 있는가 하면, 심지어 섬세한 수정 꽃병 모양도 있습니다. 어떤 것은 쌀알보다 작지만, 사람의 키보다 크게 자라는 것도 있습니다. 일부 해면동물들은 나이가 수백 살이나 되었을지도 모른다고 과학자들은 생각합니다.

“해면동물은 구조와 기능과 성장 과정이 다른 동물들과 현격한 차이가 있다”라고 「브리태니커 백과사전」에서는 알려 줍니다. 그러면 어떤 차이가 있습니까? 다른 동물들과는 달리, 해면동물의 몸에는 내부 기관이 없습니다. 해면동물은 심장도 뇌도 신경계도 없는데 어떻게 살아갑니까? 해면동물 속에 있는 작은 세포들이 생명을 유지시켜 주는 여러 기능들을 수행합니다. 특수 세포들이 먹이를 잡고 영양분을 운반하고 노폐물을 제거합니다. 골격 물질이나 표피 물질을 생산하는 세포들도 있습니다. 어떤 세포들은 필요할 경우에 한 가지 형태에서 다른 형태로 바뀔 수도 있습니다.

해면동물은 그 밖에도 몇 가지 면에서 독특합니다. 살아 있는 해면동물을 짓이겨서 체로 친다 해도, 세포들은 한데 뭉쳐서 원래의 해면동물이 됩니다. 두 마리의 해면동물을 함께 갈아 버린다 해도, 세포들은 차츰차츰 나뉘어 각각 원래의 해면동물을 다시 구성합니다. “그 어떤 식물이나 동물도 이런 식으로 재생될 수 없다”라고 「내셔널 지오그래픽 뉴스」에서는 알려 줍니다.

해면동물은 또한 놀라울 정도로 융통성 있는 생식 방법을 사용합니다. 일부 해면동물은 다른 지역을 식민지로 개척하기 위해 세포로 이루어진 “배”에 필요한 것을 갖추어 그것을 띄워 보냅니다. “이주자들”은 휴면 상태로 다니다가 마침내 상륙하여 휴면에서 깨어난 다음 “배”에서 나와 새로운 해면동물이 됩니다. 유성 생식을 하는 해면동물도 있는데, 각각의 해면동물은 필요할 경우에 암컷과 수컷의 역할을 바꿉니다. 알을 낳는 해면동물도 있습니다. “지극히 단순한 생물이라도 자세히 들여다보면 볼수록, 복잡한 면을 더 많이 보게 된다”라고 저술가 폴 모리스는 경탄하면서 말합니다.

바다의 진공청소기

해면동물은 “동물들 중에서 독특한 섭식 시스템”을 가지고 있다고 동물학자 앨런 콜린스는 기술합니다. 외피에 있는 작은 구멍들은 해면동물의 온몸에 미로처럼 얽혀 있는 관과 방들로 이어집니다. 이 미로 같은 곳의 벽들에는 수많은 동정세포 즉 편모 운동을 하는 작은 세포들이 있습니다. 각각의 세포는 채찍 모양의 털을 뻗어  앞뒤로 휘젓습니다. “로마의 갤리선에서 노를 젓는 사람들처럼, [이 세포들]은 끊임없이 물의 흐름을 일으켜 물이 해면동물의 다른 세포들을 지나가게 하는데, 다른 세포들은 물에 있는 먹이 입자들을 잡아 섭취하게 설계되어 있다”라고 저술가 벤 하더는 설명합니다. 해면동물은 시간당 자기 몸의 10배나 되는 양의 물을 지나가게 하면서 영양분과 독성 화학 물질 그리고 물에 있는 모든 세균의 약 90퍼센트를 끌어들입니다. 또한 물의 흐름이 바뀔 경우 그에 대처하거나 몸 안의 침전물을 제거하기 위해 양수(揚水)  동작을 조절하거나 그 방향을 반대로 바꿀 수도 있습니다. “해면동물은 ··· 바다의 가장 효과적인 진공청소기”라고 존 후퍼 박사는 말합니다.

해면동물은 몸 안으로 먹이와 물이 끊임없이 드나들기 때문에 새우나 게 등의 작은 동물이 살기에 이상적인 곳입니다. 한 해면동물에는 1만 7128마리의 동물이 살고 있었습니다. 무수히 많은 세균, 조류, 진균류들이 해면동물과 협동 즉 공생 관계를 이루고 있습니다. 해면동물이 물을 품고 있는 상태에서 세균의 무게가 전체 무게의 무려 50퍼센트를 차지하는 경우도 있습니다.

과학자들은 해면동물 및 해면동물과 공생 관계에 있는 생물들이 새롭고 독특한 의약품의 유망한 근원이 된다는 사실을 알게 되었습니다. 일부 과학자들은 그러한 약들이 에이즈, 암, 말라리아 등의 질병을 퇴치하는 데 유용할 수 있다고 생각합니다. 해면동물에 있는 그러한 화합물 한 가지를 언급하면서, 연구원 셜리 팜포니는 “자연은 컴퓨터를 이용해 합성할 수 있는 것보다 훨씬 더 흥미로운 분자들을 제공해 준다”라고 말합니다.

독창성 있는 수정

섬유질로 되어 있는 부드러운 목욕해면과는 달리, 많은 해면동물은 거칠거나 딱딱합니다. 이러한 해면동물들에는 골편이라고 하는 작은 조각이 아주 많이 들어 있습니다. 골편들을 현미경으로 살펴보면, 그 아름다움과 다양성이 상상을 초월합니다. 골편들은 다양한 방법으로 서로 연결되어서 복잡한 골격이나 보호용 갑옷, 심지어는 길이가 3미터나 되고 굵기가 1센티미터나 되는 밧줄도 만들어 낼 수 있습니다. 한 육식성 해면동물은 벨크로(일명 ‘찍찍이’)와 비슷한 그물을 사용하여 먹이를 잡습니다.

깊은 바다에 사는 ‘비너스의 꽃바구니’라는 해면동물은 골편을 사용하여 대단히 아름답고도 복잡한 유리질의 격자상 골격을 만들어 냅니다. 매우 순도 높은 이 이산화규소 섬유는 상업용으로 설계된 광섬유 케이블과 매우 흡사합니다. 한 과학자는 이렇게 설명합니다. “이 생물학적인 광섬유는 대단히 질기다. 아주 세게 매듭을 지을 수 있으며, 상업용 광섬유와는 달리 그렇게 해도 끊어지지 않는다.” 어떻게 해서 이처럼 정교한 섬유가 바닷물 속의 낮은 온도에서 생기는지 과학자들은 아직까지 알지 못합니다. “이 경우에는 비교적 단순한 생물이 집적(集積) 광학과 신소재 개발과 관련된 매우 복잡한 문제에 대한 해결책을 가지고 있다”라고 벨 연구소의 체리 머리는 말합니다.

우연인가, 설계된 것인가?

해면동물에서 분명하게 볼 수 있는 여러 가지 대단한 생물학적 특성을 검토한 후에 후퍼 박사는 이렇게 말합니다. “‘단순한 해면동물’은 사실 오늘날까지도 제대로 이해하지 못하고 있는 매우 복잡한 동물이다.” 따라서 ‘어떻게 그리고 왜 이러한 복잡성을 띠게 되었는가? 그저 우연에 의해서인가? 아니면 해면동물은 지성 있는 설계자가 계시다는 분명한 증거인가?’라고 묻는 것은 지극히 당연한 일입니다.

창조주의 존재에 대해 생각해 보려고 하지 않는 사람들도 있겠지만, 많은 사람들은 고대의 시편 필자가 한 이러한 말에 동의할 것입니다. “당신이 하신 일이 어찌 그리 많습니까, 오 여호와여! 당신은 그 모든 것을 지혜로 만드셨고, 당신의 산물이 땅에 가득합니다. ··· 크고 작은 생물들이 무수히 많[습니다].”—시 104:24, 25.

[23면 도해와 삽화]

해면동물의 전형적인 구조. 양수 세포들을 확대해서 그린 그림

[24면 삽화]

해면동물의 골편

[24면 삽화]

비너스의 꽃바구니

[23면 사진 자료 제공]

해마: Rudie H Kuiter; 오른쪽에 있는 세 개의 삽입 사진: Dr. John Hooper, Queensland Museum

[24면 사진 자료 제공]

위: Eye of Science/Photo Researchers, Inc.; 아래: Kim Taylor/Warren Photographic