북해에 서식하는 불사조 거미
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2023-01-26 18:55:20
3'30" 읽기
- 아이소포드 스파이더(Isopod spider)는 놀라운 재생 능력을 지니고 있다.
- 다리가 8개인 거미는 절단된 다리를 대체
- 복부와 내부 장기가 다시 자랄 수 있다.
도롱뇽, 바다 벌레 또는 아홀로틀:
일부 동물 종은 거의 기묘한 재생 능력을 가지고 있다. 다리, 꼬리 또는 몸통의 일부를 자르면 사라진 신체 부위가 즉시 다시 자란다. 바다 민달팽이 Elysia marginata는 목이 잘리면 모든 내장을 포함하여 몸 전체를 재건할 수도 있다. 일부 곤충, 게, 거미류도 최소한 몇 개의 다리는 다시 자랄 수 있지만, 절지동물에서는 몸통 재생이 불가능하다. 적어도 지금까지는 그렇게 생각되었다.
원래는 북해 주민
이것은 이제 대서양과 북해에서 발견되는 아이소포드 거미의 대표자인 Pycnogonum litorale에 의해 바뀌게 됐다. 약 1.5cm 크기의 흰색에서 밝은 갈색을 띠는 이 종은 바다의 조간대에 살며 말미잘을 빨아먹는다. 아이소포드 거미는 특히 거미, 전갈 및 투구게를 포함하는 절지동물 그룹인 chelicerates의 원래 대표자로 간주된다.
이것은 그들의 체격에 반영되어 있다. "대부분의 화석과 아직 살아있는 집게발 거미와 달리 등각류 거미의 몸에는 특징적인 앞뒤 몸 구분이 없었다"고 비엔나 대학교의 게오르그 브렌아이스(Georg Brenneis)와 그의 동료들은 설명했다. 그 대가로 창자의 돌출부는 다리까지 확장되고 Pycnogonum litorale의 성기는 가장 뒤쪽에 있는 네 번째 다리 쌍에 있다.
세그먼트 손실 시에도 재생
이전에는 이 등각류 거미가 절단된 개별 다리를 다시 자랄 수 있다는 것이 알려졌지만 재생 능력이 어느 정도인지는 불확실하다. 브렌아이스(Brenneis)와 그의 팀은 아직 성숙하지 않은 23마리의 주로 젊고 등각류 거미에 대해 이것을 조사했다. 이를 위해 그들은 매달린 다리를 포함하여 동물의 마지막 또는 마지막 두 신체 부분을 절단했다.
이전에 절지동물에 대해 가정했던 것과는 달리, 등각류 거미는 줄기의 일부가 손실되어도 살아남는다. 적어도 완전히 자라지 않는 한. 성인 동물은 뒷부분 중 하나 또는 둘 모두가 손실되면 살아남지 못하기 때문이다. 반면에, 거의 모든 아성체 표본에서, 연구원들이 보고한 바와 같이, 신체 후단의 누락된 신체 부위는 완전히 또는 거의 완전히 재생되었다.
반박된 교리
평균적으로 두 번의 털갈이 후에 어린 등각류 거미는 내부 구조를 포함하여 절단된 다리 쌍을 재현했다. "그러나 이것은 새로운 사지의 형성에만 적용되는 것은 아니다"고 Brenneis는 보고한다. "근육계와 중장관이 있는 거의 완전한 후방 몸통 부분과 직장과 항문이 있는 최후방 부속지가 다시 형성되었다.”
연구원들에 따르면, 그들의 결과는 중요한 기관을 포함해 전체 신체 부분을 복제할 수 있는 절지동물이 있음을 보여준다. Brenneis와 그의 동료들은 "이것은 절지동물이 그러한 축 재생 능력이 근본적으로 부족하다는 확립된 교리를 반박한다"며 "등각류 거미의 재생 능력은 이전에 절지동물에서 알려지지 않았던 수준의 복잡성을 보여준다”고 말했다.
6족 표본에 대한 설명
더 자세한 분석은 재생 능력이 isopod 거미의 신경절과 밀접한 관련이 있음을 보여주었다. 각 세그먼트에 존재하는 신경 노드는 세그먼트 경계 약간 앞에 위치한다. 예를 들어, 네 번째 몸통 마디가 이 경계에서 절단되면 이 마디를 담당하는 네 번째 신경절은 그대로 남아 재성장을 제어할 수 있다. 반면에 이 네 번째 신경절도 절단되면 마지막 마디가 다시 자라지 않는다.
이것은 또한 해변에서 아이소포드 거미가 더 흔한 이유를 설명할 수 있다. 해변에는 보통 다리가 8개가 아닌 6개만 있다. 부상의 흔적은 보이지 않지만 말이다. 두 개의 줄기 세그먼트를 잃으면 isopod 거미가 네 번째 신경절을 잃기 때문이다. 그 결과, 아성체 동물은 더 이상 네 번째 다리 쌍을 재생할 수 없으며 대신 다시 자라는 세 번째 다리 쌍에서 완전히 기능하는 항문을 형성한다. 그 결과는 외관상 온전하고 실행 가능한 6개의 다리가 있는 등각류다.
원시 절지동물도 재생의 주인이었을까?
결과는 또한 이 능력의 진화적 배경에 대해 새로운 시각을 제시한다. isopod 거미는 다른 모든 chelicate의 자매 그룹을 형성하므로 이 동물 그룹의 매우 독창적인 초기 대표를 나타낸다. 이것은 woodlouse 거미가 놀라운 재생 능력을 개발하지 않았지만 조상 절지동물로부터 물려 받았다는 것을 의미할 수 있다.
초기 절지동물의 성공과 인상적인 진화적 다양성에 기여한 것은 이러한 재생 능력이었을 수도 있다. "해양 절지동물의 조상은 신체 후부의 외상성 손실에 대해 유사한 회복력을 가졌을 수 있으며, 이를 재생시킬 수 있었다"고 Brenneis와 그의 동료들은 기록했다.
(National Academy of Sciences 회보, 2023; doi:10.1073/pnas.2217272120)
출처: 비엔나 대학
- 아이소포드 스파이더(Isopod spider)는 놀라운 재생 능력을 지니고 있다.
- 다리가 8개인 거미는 절단된 다리를 대체
- 복부와 내부 장기가 다시 자랄 수 있다.
아이소포드 거미는 (거의) 파괴 불가능
거미 친척은 몸통 부분과 내부 장기도 다시 자랄 수 있다.
놀라운 능력:
북해에 서식하는 아이소포드 스파이더(Isopod spider)는 놀라운 재생 능력을 지니고 있다. 다리가 8개인 거미는 절단된 다리를 대체할 수 있을 뿐만 아니라 복부와 내부 장기가 다시 자랄 수도 있다. 이것은 절지동물에게는 전례가 없는 현상이다. 등각류 거미는 모든 절지동물의 베이스 근처에 있어서 이 재생 능력은 모든 절지동물의 원시적 특성이었을 수도 있다.
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| ▲ 보이지는 않지만 이 등각류 거미는 한 쌍의 다리와 내부 장기를 포함하여 네 번째 몸통 부분 전체가 다시 자랐다.© Georg Brenneis |
도롱뇽, 바다 벌레 또는 아홀로틀:
일부 동물 종은 거의 기묘한 재생 능력을 가지고 있다. 다리, 꼬리 또는 몸통의 일부를 자르면 사라진 신체 부위가 즉시 다시 자란다. 바다 민달팽이 Elysia marginata는 목이 잘리면 모든 내장을 포함하여 몸 전체를 재건할 수도 있다. 일부 곤충, 게, 거미류도 최소한 몇 개의 다리는 다시 자랄 수 있지만, 절지동물에서는 몸통 재생이 불가능하다. 적어도 지금까지는 그렇게 생각되었다.
원래는 북해 주민
이것은 이제 대서양과 북해에서 발견되는 아이소포드 거미의 대표자인 Pycnogonum litorale에 의해 바뀌게 됐다. 약 1.5cm 크기의 흰색에서 밝은 갈색을 띠는 이 종은 바다의 조간대에 살며 말미잘을 빨아먹는다. 아이소포드 거미는 특히 거미, 전갈 및 투구게를 포함하는 절지동물 그룹인 chelicerates의 원래 대표자로 간주된다.
이것은 그들의 체격에 반영되어 있다. "대부분의 화석과 아직 살아있는 집게발 거미와 달리 등각류 거미의 몸에는 특징적인 앞뒤 몸 구분이 없었다"고 비엔나 대학교의 게오르그 브렌아이스(Georg Brenneis)와 그의 동료들은 설명했다. 그 대가로 창자의 돌출부는 다리까지 확장되고 Pycnogonum litorale의 성기는 가장 뒤쪽에 있는 네 번째 다리 쌍에 있다.
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| ▲ Pycnogonum litorale에서는 창자(분홍색)가 다리까지 확장되고 신경계는 녹색으로 표시된다. © Georg Brenneis |
세그먼트 손실 시에도 재생
이전에는 이 등각류 거미가 절단된 개별 다리를 다시 자랄 수 있다는 것이 알려졌지만 재생 능력이 어느 정도인지는 불확실하다. 브렌아이스(Brenneis)와 그의 팀은 아직 성숙하지 않은 23마리의 주로 젊고 등각류 거미에 대해 이것을 조사했다. 이를 위해 그들은 매달린 다리를 포함하여 동물의 마지막 또는 마지막 두 신체 부분을 절단했다.
이전에 절지동물에 대해 가정했던 것과는 달리, 등각류 거미는 줄기의 일부가 손실되어도 살아남는다. 적어도 완전히 자라지 않는 한. 성인 동물은 뒷부분 중 하나 또는 둘 모두가 손실되면 살아남지 못하기 때문이다. 반면에, 거의 모든 아성체 표본에서, 연구원들이 보고한 바와 같이, 신체 후단의 누락된 신체 부위는 완전히 또는 거의 완전히 재생되었다.
반박된 교리
평균적으로 두 번의 털갈이 후에 어린 등각류 거미는 내부 구조를 포함하여 절단된 다리 쌍을 재현했다. "그러나 이것은 새로운 사지의 형성에만 적용되는 것은 아니다"고 Brenneis는 보고한다. "근육계와 중장관이 있는 거의 완전한 후방 몸통 부분과 직장과 항문이 있는 최후방 부속지가 다시 형성되었다.”
연구원들에 따르면, 그들의 결과는 중요한 기관을 포함해 전체 신체 부분을 복제할 수 있는 절지동물이 있음을 보여준다. Brenneis와 그의 동료들은 "이것은 절지동물이 그러한 축 재생 능력이 근본적으로 부족하다는 확립된 교리를 반박한다"며 "등각류 거미의 재생 능력은 이전에 절지동물에서 알려지지 않았던 수준의 복잡성을 보여준다”고 말했다.
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| ▲ Woodlouse 거미는 chelicerates의 가장 원시적 인 대표 중 하나다. 그들의 재생 능력은 절지동물의 타고난 특성일까? © Georg Brenneis |
6족 표본에 대한 설명
더 자세한 분석은 재생 능력이 isopod 거미의 신경절과 밀접한 관련이 있음을 보여주었다. 각 세그먼트에 존재하는 신경 노드는 세그먼트 경계 약간 앞에 위치한다. 예를 들어, 네 번째 몸통 마디가 이 경계에서 절단되면 이 마디를 담당하는 네 번째 신경절은 그대로 남아 재성장을 제어할 수 있다. 반면에 이 네 번째 신경절도 절단되면 마지막 마디가 다시 자라지 않는다.
이것은 또한 해변에서 아이소포드 거미가 더 흔한 이유를 설명할 수 있다. 해변에는 보통 다리가 8개가 아닌 6개만 있다. 부상의 흔적은 보이지 않지만 말이다. 두 개의 줄기 세그먼트를 잃으면 isopod 거미가 네 번째 신경절을 잃기 때문이다. 그 결과, 아성체 동물은 더 이상 네 번째 다리 쌍을 재생할 수 없으며 대신 다시 자라는 세 번째 다리 쌍에서 완전히 기능하는 항문을 형성한다. 그 결과는 외관상 온전하고 실행 가능한 6개의 다리가 있는 등각류다.
원시 절지동물도 재생의 주인이었을까?
결과는 또한 이 능력의 진화적 배경에 대해 새로운 시각을 제시한다. isopod 거미는 다른 모든 chelicate의 자매 그룹을 형성하므로 이 동물 그룹의 매우 독창적인 초기 대표를 나타낸다. 이것은 woodlouse 거미가 놀라운 재생 능력을 개발하지 않았지만 조상 절지동물로부터 물려 받았다는 것을 의미할 수 있다.
초기 절지동물의 성공과 인상적인 진화적 다양성에 기여한 것은 이러한 재생 능력이었을 수도 있다. "해양 절지동물의 조상은 신체 후부의 외상성 손실에 대해 유사한 회복력을 가졌을 수 있으며, 이를 재생시킬 수 있었다"고 Brenneis와 그의 동료들은 기록했다.
(National Academy of Sciences 회보, 2023; doi:10.1073/pnas.2217272120)
출처: 비엔나 대학
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