(An acoel (top) with two types of symbionts collected in Kochi, Japan (bottom left). The green-colored spots in the acoel are green algal (Tetraselmis)symbionts (middle right) and the brown-colored spots are dinoflagellate symbionts (bottom right). Credit: Kevin Wakeman and Siratee Riewluang)
(An acoel with dinoflagellate symbionts (brown color). The acoel was collected from Okinawa, Japan, and was about 1 mm in length. This particular acoel is of interest because it may be a new group of acoels containing symbiotic microalgae. Credit: Kevin Wakeman and Siratee Riewluang)
식물은 광합성을 통해 영양분을 만들고 동물은 식물을 먹거나 다른 동물을 먹어 광합성 에너지를 나눠 갖는 것이 생태계 에너지 순환의 기본 골격입니다.
하지만 항상 예외는 존재합니다. 곤충을 잡아 영양분을 보충하는 식충식물이나 다른 식물의 양분을 뺏아 생활하는 기생 식물이 있는가하면 광합성 공생 조류에서 영양분을 얻는 산호도 존재합니다.
그런 예외 중에 잘 알려지지 않은 생물이 바로 무장류 (Acoels)입니다. 무장류는 과거 편형동물로 분류되었지만, 현재는 더 원시적인 좌우대칭형 동물로 생각되고 있습니다.
이들은 작고 납작한 생물로 입은 있으나 제대로된 장을 지니지 않있습니다. 따라서 입으로 흡수한 먹이를 내부의 세포층에서 소포로 녹여 흡수합니다. 이런 점에서 제대로된 소화기관을 지닌 편형동물보다 더 윈시적 그룹으로 생각됩니다.
또 다른 놀라운 특징은 움직여다니는 생물이면서 산호처럼 공생 미세조류를 이용해 광합성 에너지를 얻는다는 점입니다. 이들은 위에 태양전지를 올린 자동차에 비유할 수 있습니다.
일본 홋카이도 대학의 케빈 웨이크맨 교수와 대학원생인 시라테 리우루앙 (Assistant Professor Kevin Wakeman and his undergraduate student, Siratee Riewluang)은 오키나와 앞바다에서 광합성 무장류를 수집해 연구했습니다.
연구팀에 따르면 이 무장류들은 따뜻한 바다에 살면서 미세 조류를 삼킵니다. 하지만 이를 소화시키는 대신 세포 사이에 두고 광합성할 수 있는 환경을 만들어 줍니다. 이런 기이한 방법으로 몸길이 1mm의 작은 벌레는 부족한 영양분을 보충할 수 있습니다.
연구팀은 수집한 무장류에서 미세 조류를 따로 추출해서 배양했습니다. 그리고 이들의 유전자를 추출해 어떤 종류인지를 밝혀냈습니다.
연구팀은 과거 한 종만이 알려진 녹조류(green algae)인 테트라셀미스 (Tetraselmis)의 신종과 식물성 플랑크톤인 와편모충류 (dinoflagellate)들을 확인했습니다. 이들 가운데 일부는 과학계에 처음 알려지는 것입니다. 여기에 수집한 무장류 가운데 일부는 완전히 새로운 종이었습니다.
이 광합성 동물에 대해서 우리는 아는 것이 별로 없습니다. 지구상에 있는 기이한 생물 중 우리가 모르는 것은 하나 둘이 아닐 것입니다. 앞으로 계속해서 과학자들이 연구해야 할 대상이 많다는 이야기이기도 합니다.
참고
https://phys.org/news/2023-10-tiny-solar-powered-animals.html
Biodiversity of symbiotic microalgae associated with meiofaunal marine acoels in Southern Japan, PeerJ (2023). DOI: 10.7717/peerj.16078
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