원생생물과 균류

원생생물의 특징

원생생물계에 속하는 모든 문(한 가지를 제외하고)은 약간의 단세포생물을 포함하고 있다. 몇 종류의 문은 또한 다세포로 이루어진 종을 포함하기도 하지만, 이들 중 어떤 종도 식물과 동물에서 발견할 수 있는 분화된 조직이나 기관 등을 가지고 있지 않다.

 

※ 원생생물계(Protista)라는 이름은 글자 그대로 “가장 먼저”를 뜻한다. 비록 그들의 진화적 관계가 아직은 모호하지만, 원생생물계에 포함된 대부분의 종류들이 식물 또는 동물보다 먼저 지구상에 나타난 것이 확실하다. 

 

 

원생동물

원생동물(protozoa)이라는 용어는 “첫번째 동물”을 의미한다. 물론 이것은 잘못 붙여진 이름이다. 흔히 원생동물이라고 부르는 종류의 대부분은 동물의 진화와는 전혀 밀접한 관계없이 오랜 진화의 역사를 지니고 있다. 이 용어는 35,000가량의 작은 단세포 비광합성 생물들로 구성되는 매우 다양한 집단에서 통용되는 명칭이다. 원생동물은 주로 운동방법에 따라 문으로 구분되어 왔다. 이러한 기준은 유연관계를 나타내는 데에는 적당하지 못한 기준이므로, 비록 편리하기는 하지만 이와 같은 분류방식은 인위적이다. 조만간에 이들이 포함하고 있는 물질(예를 들어 리보솜 RNA)의 염기서열분석을 통하여 계통수를 작성하게 될 것이고, 나아가서는 이들 생물의 진화적 유연관계를 보다 명확하게 밝히는 데 기여할 것이다. 여기에서는 원생동물을 섬모충류(ciliates), 위족충류(rhizopods), 편모충류(flagellates)와 포자충류(sporozoans)의 4집단으로 구분하여 살펴보기로 하자.

 

 

섬모충류

섬모충류(ciliates)는 섬모(cilia)를 율동적으로 움직여서 운동한다. 모든 섬모충류가 단세포이기는 하나, 일부는 육안으로도 볼 수 있을 만큼 크다. 짚신모양을 하고 있는 짚신벌레(Paramecium)는 분류학적으로 유모류(Ciliophora)라고 부르는 이 집단의 전형적인 예이다. 짚신벌레는 나팔벌레 (Stentor)나 종벌레 (Vorticella)와 같은 다른 섬모충류와 함께 담수에서 흔히 발견된다. 다른 원생동물과는 달리 섬모충류는 거의 모두가 서로 밀접하게 관련되어 있다.

섬모충류는 입(mouth)과 세포구(gullet)를 통하여 입자가 포함된 물을 유입함으로써 영양물질을 섭취한다. 식포는 세포구의 밑바닥에 쌓여 있다가 세포질로 이동하여 그곳에서 내용물이 소화된다. 이를테면 규조류의 껍질과 같이 식포에서 소화되지 않는 물질은 세포 항문을 통한 외포작용에 의하여 바깥으로 배출된다. 담수에 사는 섬모충류는 하나 또는 그 이상의 수축포(contractile vacuole)로 계속 유입되는 물을 펌프질하여 배출함으로써 대처해 나간다. 등장액에 사는 기생성 섬모충은 수축포가 없다.

섬모충은 하나 또는 여러 개의 소핵(micronuclei)과 한 개의 크고 다배수체인 대핵(macronucleus)을 갖는다. 대핵은 수천 개의 DNA 절편들로 구성된다. 이곳은 유전자 발현의 장소이며, 따라서 세포의 일반적인 활동에 관여한다. 그 크기는 이들 생물의 세포질 부피에 영향을 미치는 것으로 짐작된다. 소핵에는 진정한 염색체가 포함되어 있다. 이들은 유성생식(sexual reproduction)에 관여하며 때때로 새로운 대핵을 형성한다. 섬모충의 무성생식은 분열법에 의해 이루어진다. 소핵의 염색체는 방추체에서 분리되고, 대핵은 간단하게 둘로 나누어진다.

 

섬모충은 유성적으로도 번식한다. 대표적인 섬모충인 짚신벌레의 일종(Paramecium caudatum)에서 일어나는 유성생식과정을 살펴보자. 이 과정을 접합(conjugation)이라 부른다. 두 짚신벌레는 서로 나란히 위치하며 그들 사이에 세포질 다리가 형성된다. 각각의 소핵에서는 감수분열이 일어난다. 그 결과 만들어지는 4개의 반수체 핵 가운데 셋은 소멸되고, 나머지 한 핵이 유사분열로 나누어진다. 각 세포에서 형성된 1개의 딸핵은 세포질 다리를 통하여 이동하여 다른 세포에 남아 있는 딸핵과 융합한다. 그리고 나서 세포는 분리된다. 늙은 대핵이 소멸되는 반면 소핵들은 몇 차례 유사분열을 한다. 이들 딸핵의 4개가 모여 새로운 대핵을 형성한다.

두 모세포는 함께 접합하였다가 서로 분리되는 과정이 이루어진다. 우리들은 이 과정이 어떤 종류의 생식인지 의문을 가질 것이다. 그러나 이들에게서 나타나는 과정은 유성생식의 본질적 특성인 유전적 재조합이다. 자손은 어버이와 동일하지 않고, 그들은 새로운 개체이며, 그들의 대핵은 이 사실을 곧 반영하게 될 것이다. 비록 이상하게 들리겠지만, 그들은 동일한 쌍둥이가 될 것이다. 각 양친은 반수체의 두 동일한 핵을 형성하여, 하나는 넘겨 주고 다른 하나는 남겨 둔다. 따라서 세포가 분리될 때 그들의 새로운 이배체의 소핵은 동일하다. 그 동일한 자손이 무성생식을 시작하면서 그들은 단일 클론(clone)을 형성하게 된다.

섬모를 가진 원생동물은 원시적이거나 단순하지는 않다. 짚신벌레와 같은 형태는 단세포로는 클 뿐만 아니라 다세포생물에서 나타나는 기관과 비슷한 기능을 하는 많은 소기관들을 가지고 있다. 이러한 섬모충류의 복잡성 때문에 어떤 생물학자들은 섬모충류를 단세포생물이라기보다는 비세포성(세포가 아닌)으로 간주하기도 한다. 왜냐하면 다세포생물을 구성하는 그 어느 세포보다도 짚신벌레의 몸은 훨씬 정밀하고 복잡한 체제를 갖추고 있기 때문이다.