[동물] 극피동물

2020년 5월 이달의 생물은 ‘극피동물’입니다. 지난 2015년 4월과 2019년 8월에 각각 거미불가사리와 성게를 소개해드린 적이 있었습니다. 이 생물들이 모두 극피동물문에 속합니다.

1. 개괄

극피동물(echinoderms)은 극피동물문(echinodermata)에 속한 생물을 지칭하는 말입니다. 그리스어의 “echinos(가시가 있는)”와 “derma(피부)”에서 유래한 이름입니다. 극피동물은 완전한 체강을 갖는 진체강동물 중 장체강동물에 속하며 척삭동물과는 계통학적으로 유사성이 있고 석회성 내골격, 수관계, 차극(pecicellariae), 오방사형으로 다른 문(phylum)과는 차별성을 보입니다. 유생 시기에는 좌우대칭의 형태를 가지고 발생하고, 성체가 되어서는 방사대칭형으로 변합니다. 환경부에서 발간된 국가생물종목록에 의하면 우리나라 극피동물은 모두 5강 22목 63과 138종이 서식하고 있습니다.

<말똥성게: 서울대 해양저서생태학연구실>

 

2. 구조 및 생태

2.1. 구조 극피동물은 형태에 따라 5개의 강으로 나뉩니다. 1) 부유물 섭식이 가능한 섬모성 홈을 지니고 내골격 판을 가진 바다나리강(Crinoidea), 2) 골격성 골편의 융합으로 단단한 껍질을 가진 성게강(Echinoidea), 3) 축소된 골편과 내부에 천공판을 가진 해삼강(Holothuroidea), 4) 중심반이 넓게 연결된 5개의 팔을 가진 불가사리강(Asteroidea), 그리고 5) 흡반이 소실되고 천공판이 구부로 이동한 거미불가사리강(Ophiuroidea). 바다나리강은 유병동물아문에 포함되며 나머지 4개의 강은 유재동물아문에 속합니다. 2.2 생태 극피생물은 생활사에 따라 다른 형태를 가집니다. 초기 유생 시기에는 좌우대칭(bilateral symmetry)의 형태를 나타냅니다. 좌우대칭(左右對稱)은 생물 체제의 한 부분으로 선 또는 면에 의해서 몸이 좌우로 같게 나누어지는 것을 말합니다. 반면 성체가 되면 방사대칭의 형태를 가지는데 대부분 5방사 대칭(pentaradial symmetry)입니다. 방사대칭(放射對稱)은 생물체의 몸 중심을 지나는 대칭면에 의해 서로 경상관계(鏡像關係)에 있는 부분으로 2개의 같은 부분으로 나눌 수 있는 생물 체제를 일컫습니다. 극피동물은 소골편으로 만들어진 석회질의 내골격을 가지며, 표피세포가 발달했습니다. 극피생물의 표피세포엔 선명하고 다양한 색을 내는 색소 세포가 포함되어 있습니다. 극피동물은 삼투 조절 능력이 없어서 염도 변화가 심한 기수에서는 거의 살지 않으며, 모든 극피동물은 해산종입니다. 극피동물은 대부분 저서성이며, 조간대와 연안에 널리 분포합니다.

3. 대표적인 극피동물

  3.1 바다나리(Crinoidea) 바다나리는 극피동물의 대표적인 생물군의 하나로 백합꽃을 뜻하는 그리스어의 “krinon”와 형태를 뜻하는 “eidos”에서 유래했으며, 영어로 ‘sea lily’라 불립니다. 바다나리는 고생대 이래 그 형태가 크게 달라지지 않은 극피동물 중 가장 원시적인 생물로 ‘살아 있는 화석’이라고도 합니다. 바다나리는 얕은 연안부터 9,000 m에 이르는 심해에서까지 발견됩니다. 바다나리, 바다술갯고사리 등을 포함해 세계적으로 약 620종가량 서식하는 것으로 알려져 있습니다. 바다나리 대부분은 5개의 완이 분지하여 많은 우지(pinnule)가 모여 꽃 형태를 보이고, 자루를 통해 산호초나 모래진흙에 부착하여 삽니다. 화석으로 산출된 바다나리는 줄기를 통해 고착하였고, 대부분의 현생 바다나리류는 초기 몇 개월간 고착생활을 하고, 성체가 되면 자유유영을 하며 어떤 종은 해저를 기어 이동합니다.

<바다나리: Wikimedia>

  3.2 성게강(Echinoidea)-보라성게(Heliocidaris crassispina) 성게는 극피동물의 대표적인 생물군의 하나로 영어로 ‘sea urchin’입니다. 우리나라에서는 밤송이조개, 섬게, 성게 등 다양한 이름으로 불립니다. 전 세계적으로 약 900종이 보고되었고 우리나라에서는 둥근성게, 보라성게, 말똥성게 등이 잘 알려져 있습니다. 보라성게는 성게강의 대표생물로 영어로 ‘purple sea urchin’이라 합니다. 보라성게와 둥근성게는 외형으로는 구별하기가 어렵지만 가시로는 쉽게 구별할 수 있습니다. 즉 보라성게는 가시가 굵고 길이가 비교적 일정하고 둥근성게는 가시가 가늘고 들쑥날쑥합니다. 번식기도 차이가 있는데, 보라성게는 주로 6-8월, 둥근성게는 9-10월에 생식합니다. 잡식성으로 알려진 보라성게의 주식은 해조류입니다. 식성이 크고 번식력이 강해서 최근 급격히 증가하는 연안 암반 지역 백화현상의 주범으로 지목되고 있습니다.

<보라성게: 서울대 해양저서생태학연구실>

  3.3 해삼강(Holothuroidea) 해삼은 극피동물의 대표적인 생물군의 하나로 형태가 오이와 유사하여 영어로 ‘Sea cucumber’라 불립니다. 해삼은 전 세계적으로 약 1,500종이 보고되었고, 우리나라 연안에서는 4과 14종이 알려져 있습니다. 우리나라에서는 해삼 표면의 색에 따라 홍해삼, 흑해삼, 청해삼, 해파리해삼 등으로 구분되어 불립니다. 실상 이들은 모두 같은 종이며, 먹이와 서식처에 따라 표면의 색이 바뀐 것입니다. 거의 모든 해양환경에서 발견되고 열대의 얕은 산호초에서 다양성이 가장 높습니다. 해삼의 가장 큰 생태적 특징은 하면(夏眠)과 재생력(再生力)에 있습니다. 수온이 8-10^oC인 환경에서 섭식이 활발하고 성장이 빠른 편이며, 17^oC 이상의 환경에서는 섭식을 중단하며 25^oC가 넘어가면 활동을 중단하고 하면에 들어갑니다. 원형 모양의 구조를 가진 해삼은 매우 강한 자생력으로 절단된 후 3개월 정도가 지나면 절단 부위가 자연 치유됩니다. 포식자로부터 피습을 받으면 창자나 몸 일부를 스스로 끊어 버리기도 합니다.

<해삼: Wikimedia>

   3.4 불가사리강(Asteroidea) 불가사리는 영어로 seastar로 불리며 극피동물 중 가장 잘 알려진 생물입니다. 전 세계에 보고된 종은 약 1,600종으로 연안부터 심해까지 다양한 환경에 서식하는 것으로 알려져 있습니다. 해양생태계의 주요 포식자이자 핵심종(key species)으로 알려져 있습니다. 불가사리의 주요 먹이는 멍게, 해삼, 게 그리고 조개로 껍데기를 압박하여 속 살을 꺼내 먹습니다. 불가사리는 현존하는 생물 중에서 추운 환경에 잘 버티는 종으로 알려져 있는데 –30℃에서도 죽지 않는다고 합니다. 이처럼 불가사리는 강한 생명력을 가졌으며, 신체 일부가 잘려도 뛰어난 재생력으로 빠르게 다시 성장합니다. 또 한 번에 약 200-300개의 알을 낳을 정도로 번식력도 강합니다.

<불가사리: Wikimedia>

3.5 거미불가사리강(Ophiuroidea) 거미불가사리는 극피동물 중에서도 가장 유동적이며 관족을 통해 조금씩 이동합니다. 포식자인 거미불가사리는 주로 저서에 떨어진 유기물을 섭식하며, 몸통 아랫면 한가운데 입이 있고 입가에 이빨이 돌려나는 형태입니다. 거미불가사리의 경우 항문이 없는 구조를 가졌으며, 섭식과 배설을 입으로 합니다. 불가사리와는 다르게 5개의 완이 가늘고 긴 편입니다. 또한, 부러지기 쉬우나 재생력이 강해 잃은 신체 부위가 곧 재생됩니다.

<거미불가사리: 서울대 해양저서생태학연구실>

 

  참고문헌

1. Hyman, L. H. 1955. The Invertebrates: Echinodermata. Volume IV. McGraw-Hill, New York, New York.
2. Boolootian, Richard A., and Richard A. Boolootián, eds. 1966. Physiology of echinodermata. New York: Interscience Publishers.
3. Pawson, David L. 2007. Phylum echinodermata." Zootaxa 1668: 749-764.
4. Pearse, John S., and R. Andrew Cameron. "Echinodermata: echinoidea." (1991): 513-662.
5. Paine, R. T. 1966. Food web complexity and species diversity. American Naturalist 100:65-75.