(The photoprotective effect enables giant calms to live in very shallow tropical waters where there is enough light for photosynthesis, but also potentially harmful UV radiation levels. Credit: Susann Rossbach)
(Blockphase scanning electroscope microscopy image of cross-sectioned Tridacna maxima mantle tissues, showing the symbiotic algae (green arrows) and, in close proximity, the embedded iridocyte cells (blue arrows). Credit: Roobach et al.)
거대한 크기로 자라는 대왕조개 (giant clam, Tridacna 속)는 매우 독특한 연체 동물 중 하나입니다. 기본적으로는 다른 조개와 마찬가지로 이매패류에 속하지만, 산호처럼 영양분의 상당 부분을 단세포 공생 조류에서 얻습니다. 따라서 다른 영양분이 부족한 산호초에서도 잘 살아갈 수 있습니다. 몸집도 엄청나게 불릴 수 있어 가장 큰 종인 Tridacna gigas의 경우 너비 137cm, 추정 무게 250kg까지 자란 개체도 보고되었습니다. 아마도 광합성으로 살아가는 가장 큰 동물 중 하나일 것입니다.
그런데 나무처럼 생긴 산호 군체와 달리 사실 대왕조개는 햇빛을 받는 면적이 제한적일 수밖에 없습니다. 몸의 상당 부분이 단단한 껍데기이고 내부의 광합성이 가능한 부분은 일부만 노출시켰다가 위협을 받으면 닫기 때문에 언뜻 생각하기에는 이런 동물이 광합성 공생 조류 덕분에 먹고 산다는 사실이 믿기지 않을 수 있습니다.
하지만 대왕조개는 빛을 활용할 수 있는 비장의 무기가 있습니다. 홍체세포 (iridocyte)는 광합성이 이뤄지는 조직 아래에 있는 반사 세포로 햇빛을 반사해 광합성 공생 조류가 최대한 이용할 수 있게 도와줍니다. 또 해로운 자외선을 반사해 대왕조개와 공생조류를 보호하는 역할도 합니다. 대왕조개의 독특한 형광빛 색상은 이 세포 때문입니다.
사우디 킹압둘라 공대의 홍해 연구 센터 및 광학 연구소 (Red Sea Research Center and the Photonics Laboratory)의 과학자들은 홍체 세포가 단순히 자외선을 반사만 하는 것이 아니란 사실을 발견했습니다. 연구팀은 맥시마 대왕조개 (Tridacna maxima)의 홍체세포를 조사해 이 세포가 해로운 자외선을 광합성에 유용한 더 긴 파장으로 바꿔 반사한다는 사실을 발견했습니다. 덕분에 해로운 자외선에서 조직을 보호할 뿐 아니라 추가로 에너지를 더 얻을 수 있습니다.
연구팀은 이 독특한 반사 세포에 대해서 앞으로도 밝혀야할 부분이 많다고 보고 있습니다. 어쩌면 여기에 인간에게 매우 유용한 신소재가 숨어 있을지 모릅니다. 해로운 자외선을 더 유용하게 활용할 수 있는 파장으로 바꿀 수 있다면 그 응용 범위는 적지 않을 것입니다.
참고
Susann Rossbach et al. Iridocytes Mediate Photonic Cooperation Between Giant Clams (Tridacninae) and Their Photosynthetic Symbionts, Frontiers in Marine Science (2020). DOI: 10.3389/fmars.2020.00465
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