척추동물

척추동물은 4아문으로 분류된다. 이 중 2아문은 두색아문과 피낭아문으로 무척추동물이며 앞 장에서 이미 설명하였다. 나머지 2 아문은 척추동물, 즉 “척추”를 가지고 있는 동물이다(따옴표가 사용된 이유는 척추동물 중에 많은 종들의 척추가 경골이 아닌 연골로 이루어져 있기 때문이다). 척추 또는 척주(vertebral column)는 동물의 등쪽을 따라서 길이로 존재하는 일련의 척추뼈로 이루어진다. 중추신경계의 척수는 척추와 같이 존재하며, 척추의 앞끝은 뇌를 보호하는 두개골(cranium)과 연결된다. 대부분의 척추동물 중에서 배시기의 척색은 성장함에 따라 척추로 대체된다. 척추동물인 2아문은 무악아문(Agnatha, 턱이 없는 척추동물)과 유악아문(Gnathostomata, 턱이 있는 척추동물)이며, 유악아문에는 다양한 많은 종류의 동물들이 속해 있다. 무악아문에 대한 간단한 설명 후에 이 장의 나머지 부분에서 유악아문을 여러 강으로 나누어 설명할 것이다.

 

 

무악척추동물류(무악아문)

무악아문의 종들은 화석상으로 처음 발견되는 척추동물들로서, 어떤 종들은 5억년 전의 캄브리아기의 퇴적층에서 발견되었다. 입의 위치로 판단한다면, 어떤 종들은 물 밑에서 서식하고, 입을 통하여 먹이를 빨아들였을 것이다(턱이 없다). 가스교환은 한 쌍의 속아가미를 이용하였고, 골궁(bony arch)이 개개의 아가미를 지지한다. 물이 입으로 들어간 후에 아가미를 거쳐서 몸 밖에 위치하고 있는 일련의 아가미구멍으로 나간다. 이들은 지느러미가 없었기 때문에, 아마도 파동운동으로 유영하였을 것이다. 칠성장어와 먹장어는 현재까지 살아 있는 유일한 무악척추동물이다. 이들은 척추동물 중에서 가장 원시적인 동물이다. 생물학적인 면에서 원시적이라는 용어는 초기 척추동물과 비교해서 거의 변화가 없을 때에 사용한다. 턱이 없다는 점 외에도 쌍으로 존재하는 가슴지느러미(어깨)와 배지느러미(엉덩이)가 없다. 척색이 일생 동안 존재하며 연골로 된 골격으로 대체되지도 않는다. 몸에는 비늘도 없다.

척추동물 중에서 계통적으로 동떨어진 위치에도 불구하고, 바다칠성장어는 인간에게 많은 해를 끼치고 있다. 이들은 자신의 빨대같은 입을 경골어류의 몸에 부착하여 체액을 빨아먹는다. Niagara 폭포 주위의 웰란드운하의 건설로 바다칠성장어는 이전의 서식지인 바다에서부터 Great Lakes 로 이주할 수 있었다. 이들은 놀랄 만큼 짧은 기간에 호수에서 살고 있던 송어를 거의 멸종시켰다.

 

 

연골어류(연골어강)

최초의 연골어류는 데본기 후기에 나타났다.이들은 오늘날의 상어와 상당히 유사하였다. 이들의 골격이 경골이 아닌 연골로 만들어졌다는 사실로부터 연골어류라는 이름이 붙여졌다. 상어(shark), 가오리(ray)와 홍어(skate)들인 현존 연골어류는 모두 바다에서 산다. 아가미가 바닷물에 노출되어 있는 모든 바닷물고기들은 매우 높은 고장액상태의 환경하에서 체내의 물을 보존하여야 하는 문제에 당면하게 된다. 바닷물의 염분농도는 약 3.5%로써 척추동물의 혈액농도의 3배 이상이나 된다. 이를 해결하기 위하여 연골어류들은 혈액내에 높은 농도의 요소(urea)를 간직하게 되고, 바닷물과 삼투압상의 평형을 이루는 등장액의 상태로 만든다. 혈액내의 요소의 농도는 약 2.5% 로써 0.02%인 다른 척추동물보다 상당히 높다.

신장의 기능에 의하여 삼투압상의 평형에 이르게 되고, 이러한 기능은 배발생의 후기에야 비로소 시작됨으로 연골어류들은 그들의 알을 그대로 바닷물에 낳을 수가 없다. 이러한 문제를 푸는 한 해결책은 적당한 체액매질내의 알을 물이 통하지 않는 껍질로 싼 후에 바닷물에 낳는 것이다. 두 번째 해결책은 알과 발생과정에 있는 배를 해수환경에 대처할 수 있을 때까지 모체 속에 유지하는 것이다. 이 두 가지 해결책 모두 체내수정에 의한 번식을 필요로 한다. 연골어류는 체내수정을 하는 최초의 척추동물이다. 수컷의 배지느러미는 암컷의 생식관에 정자를 저장시키도록 특별히 변형되었다