스펀지(sponge)라 불리는 해면동물

SCIENCE WAVE

 

 

스펀지라고 하면 물을 잘 빨아들이는, 구멍이 가득 뚫린 쿠션이 좋은 카스테라 빵 모양의 합성 수세미를 우선 생각할 것이다. 그러나 스펀지의 원형은 아메바보다는 더 진화되고, 산호보다는 덜 진화된 하등한 해면동물(海綿動物, 해면)이다. 해면은 해저 바위에 부착해 고착생활을 하기 때문에 움직이는 생명체(동물체)라고 쉽게 생각되지 않는다.

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해면은 수많은 세포가 모여 군체(群體)를 이룬 상태로 사는 동물이다. 그들은 군체 전체에 뚫려 있는 구멍을 통해 유입되는 물속의 플랑크톤과 같은 미생물을 걸러 먹는 여과섭식동물(濾過攝食動物, filter feeder)이다. 인류는 특별한 종류의 대형 해면을 가공하여 청소도구나 물을 흡수하는 수세미로 편리하게 이용해왔다.

 

 

 

해면의 몸에 뚫려 있는 구멍을 확대한 사진이다. 플라스틱으로 만든 스펀지는 해면의 구조를 모방하여 만든 생활용품이다. 해면의 학명(學名)인 Porfera는 pore(구멍)와 fera(가지다)가 합쳐진 말이다.

 

 

 

세계의 바다에는 얕은 바다에서부터 10,000m가 넘는 심해까지 5,000-10,000종의 해면이 산다. 이 사진에는 노랑관해면, 자주꽃병해면, 붉은외피해면, 회색밧줄해면이 보인다. 해면은 주로 바다에 살지만 민물에 사는 종류도 150종 정도 알려져 있다.

 

 

 

해면은 다수의 세포가 모여 하나의 덩어리를 이룬 군체(群體) 동물이다. 그들에게는 신경조직, 소화기관, 순환기관이 따로 없다. 몸 전체에 있는 구멍을 통해 해수가 유입되면, 그 속의 플랑크톤을 걸러 먹고, 폐기물은 몸통 중앙에 연통처럼 뚫려 있는 배수공(排水孔)을 통해 밖으로(청색 선) 배출된다.

 

해면은 구조에 따라 Asconoid, Syconoid, Leuconoid로 나누기도 한다. 노란색으로 나타낸 외각(外殼)의 세포는 pinacocytes(편평세포), 붉은색으로 그려진 내부의 세포는 choanocyte(깃세포)라 한다. 깃세포에는 편모가 있어 외부의 물이 내부로 유입되도록 움직인다. 해면의 세포와 세포 사이는 간충질(間充質 mesohyl)이라는 점액성 성분으로 채워져 있다. 이것은 마치 벽돌을 쌓을 때 벽돌이 서로 접합하도록 하는 시멘트와 같다. 간충질의 주성분은 콜라겐(collagen 아교질)이라는 단백질이다.

 

 

 

굴뚝처럼 생겼다고 하여 연통해면이라 불리는 이 종류는 서대서양에 주로 살며, 높이가 1.5m 정도로 자라고, 몸통 두께는 7.6cm에 이른다.

 

 

 

수심 2,572m 심해에서 발견된 유리해면. 몸통 전체에 구멍이 있다. 몸 주변의 구멍으로 들어온 물은 중앙의 관을 통해 위로 배출된다.

 

 

 

해면의 몸이 단단한 것은 간충질의 콜라젠 단백질과 함께 탄산칼슘(CaCO3)이나 산화규소(SiO2) 같은 물질로 만들어진 침골(針骨 spicule)이라는 단단한 결정체가 들어있기 때문이다. 조개나 소라의 껍데기, 인간의 이빨은 생물체가 만든 견고한 광물질이다. 이처럼 생물체가 세포 또는 체내에서 합성하는 광물질을 생광물(biomineral)이라 한다.

 

해면의 수명은 겨우 몇 년 정도인 것도 있고, 200년이나 된 것도 발견되었다. 해면은 빨리 자라지 않는다. 1년에 겨우 0.2mm 성장하는 종류가 1m 크기가 되려면 5,000년이 걸린다. 해면은 알과 정자를 만드는 유성생식(有性生殖)으로 증식하기도 하고, 몸 일부가 부서져 떨어지면 각 조각이 새로운 해면으로 자라게 되고, 효모처럼 새로은 싹(budding)을 내어 무성생식으로 번식하기도 한다. 그들은 파도나 해류가 약한 곳에 주로 사는데, 빠른 해류가 흐르면 바위에 붙어 있기 어렵기 때문이다.

 

 

 

석회해면(calcareous sponge)이라 불리는 무리는 탄산칼슘(침골) 성분이 특히 많은 구조로 되어 있어 마치 장식 보석처럼 아름답고 단단하다. 10cm 이내의 크기를 가진 이들은 얕은 바다에 주로 살며, 약 400종이 알려져 있다.

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해면과 산호의 차이

해면은 7억 5,000만 년 전에, 산호는 5억 3,500만 년 전에 나타난 하등한 동물이다. 두 동물류는 모두 고착생활을 하지만, 둘 사이에는 차이가 있다. 해면은 전체 세포가 하나의 군체를 이른 상태로 먹이(단세포 미생물)를 걸러 먹는다.

 

반면에 산호는 군체처럼 보이지만, 몇 mm 크기의 폴립(polyp)이라는 형태가 수없이 모여 각기 독립적인 생명체가 되어 플랑크톤을 먹으며 산다. 폴립은 입과 위장이 있으며 촉수도 있다. 또한 산호는 그들의 몸속에 광합성을 하는 주산텔라에(zooxanthellae)라 부르는 단세포식물과 공생하면서 영양을 얻고 있다.

 

 

 

산호는 꽃잎처럼 보이는 수많은 폴립으로 둘러싸여 있다. 폴립은 하나하나가 독립된 생명체이며, 폴립에서 분비되는 탄산칼슘 성분이 산호 덩어리를 확장시킨다.

 

 

 

대부분의 해면은 단단하여 수세미로 사용하지 못한다. 그러나 Hippospongia와 Spongia 무리에 속하는 종류들은 부드럽다. 합성 스펀지가 나오기 전에는 자연산 스펀지를 수세미, 쿠션, 필터 등으로 활용했다. 스펀지 산호가 자라는 지역에는 사진에서와 같은 대규모 스펀지 시장이 있다.

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그리스의 칼림노스 섬 주변 바다에는 스펀지로 사용할 수 있는 해면 종류가 대량 자라고 있다. 과거에는 이 바다에서 상당량의 해면을 채취했으나 20세기 중반 이후에는 해면도 자연보호 생물로 취급되어 채취가 제한되고 있다. - YS

 

 

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