짚신벌레

3. 형태 및 특징

3. 1. 섬모 운동

3. 2. 세포 구조

4. 생태

짚신벌레는 주로 논, 늪, 연못 등 담수 정체역에 분포한다.^[24] 세포 표면의 섬모에 의해 유영하기 때문에 단세포 생물로서는 이동력이 크다. 장애물 등에 접촉하면 섬모 역전에 의해 유영 방향을 반전시킨다(후퇴 유영).^[24]

짚신벌레는 주로 진정세균을 먹이로 하는 세균 식성 생물이다. 다만, 미즈색 짚신벌레(Paramecium bursaria^la)는 체내에 녹조류인 클로렐라를 공생시키고 있어, 광합성 산물의 환류를 받아 생활하는 것도 가능하다. 짚신벌레의 포식자는 대형의 아메바나, 디디니움(Didinium^la, 소금벌레)과 같은 다른 섬모충이다. 디디니움은 세포 전단의 구吻부에 익스트루솜(extrusome)이라고 불리는 사출 기관을 가지고 있으며, 이것을 짚신벌레에 쏘아 움직임을 멈추고 삼켜서 소화한다.^[24]

일부 짚신벌레 종은 다른 유기체와 상호 공생 관계를 형성한다. ''Paramecium bursaria''(부르사리아 짚신벌레)와 ''Paramecium chlorelligerum''(클로렐리게럼 짚신벌레)은 내생 공생 녹조류를 품고 있으며, 이로부터 영양분을 얻고 ''Didinium nasutum(디디니움 나수툼)''과 같은 포식자로부터 어느 정도 보호를 받는다.^[24][25] 짚신벌레 종에서 수많은 세균 내생 공생체가 확인되었다.^[26] 카파 입자로 알려진 일부 세포 내 세균은 짚신벌레에게 카파 입자가 없는 다른 짚신벌레 균주를 죽일 수 있는 능력을 부여한다.^[26]

5. 생식

무성 생식은 분열에 의해 이루어진다. 다른 섬모충과 마찬가지로, 체축 방향의 앞뒤 부분으로 나뉘어 분열한다. 유성 생식으로는 세포의 접합이 이루어지는데, 그 방법은 다소 특이하다. 접합에 앞서 대핵이 소실됨과 동시에 생식핵인 소핵이 감수 분열을 하여 4개의 핵으로 나뉜다. 이 중 3개는 소실되고, 남은 1개가 다시 2개로 분열되며, 이 중 하나의 핵을 서로 교환한다. 그 후, 각 세포 내의 2개의 핵이 융합함으로써 접합이 완료된다. 이 동안 2개체의 짚신벌레는 서로 같은 방향을 향해 가까이 붙어 있지만, 세포 간에 연락을 가질 뿐 세포 자체가 융합되지는 않는다. 접합 후에는 대핵이 소핵을 바탕으로 다시 형성된다.

5. 1. 무성 생식

5. 2. 유성 생식 (접합)

6. 노화

짚신벌레는 성장의 무성 분열 단계에서 유사 분열을 통해 세포 분열을 반복하면서 점차 활력을 잃는 클론 노화를 겪는다.^[35] ''Paramecium tetraurelia''와 같은 종은 자가수정 또는 접합을 거치지 않으면 약 200번의 분열 후 소멸한다.^[35] 클론 노화의 원인은 대핵에 있으며, 클론 젊은 ''짚신벌레''의 대핵을 이식하면 수명이 연장되지만, 세포질 이식은 그렇지 않다.^[35] 클론 노화 동안 DNA 손상이 크게 증가하며,^[39] 대핵 내 DNA 손상이 ''P. tetraurelia'' 노화의 주요 원인으로 보인다.^[39] 이는 노화의 DNA 손상 이론에서 설명하는 다세포 진핵생물의 노화와 유사하다.

클론 노화된 ''P. tetraurelia''는 접합 또는 자동교배를 통해 감수 분열을 하면 유전적 후손이 젊어져 더 많은 유사 분열을 할 수 있게 된다.^[40] 접합 또는 자동교배 동안 소핵은 감수 분열을 하고, 오래된 대핵은 분해되며, 감수 분열을 거친 소핵 DNA 복제로 새로운 대핵이 형성된다.^[40] 새 대핵은 DNA 손상이 거의 없어, 클론 노화가 DNA 손상 축적 때문이며, 젊어짐은 감수 분열 동안 소핵에서 손상 복구 때문이라는 것을 뒷받침한다. 감수 분열은 ''P. tetraurelia''에서 DNA 복구와 젊어짐을 위한 적응으로 보인다.^[40] ''P. tetraurelia''에서 CtlP 단백질은 유성 생식 동안 감수 분열 완료와 생존 가능한 유성 자손 회복에 필수적이며,^[1] Mre11 뉴클레아제 복합체는 상동 재조합 동안 이중 가닥 절단의 정확한 처리 및 복구에 필수적이다.^[1]

기아 반응으로 나타나는 감수 분열 및 자웅동체의 적응적 이점은 ''P. tetraurelia''에서 새로운 유전적 변이 생성과는 무관한 것으로 보인다.^[41] 이는 감수 분열의 분자 메커니즘이 유전적 다양성에 대한 성의 부수적 효과와 관계없이 적합성 이점을 제공함을 시사한다.^[1][42]

7. 배양

짚신벌레는 삼투 영양을 하는 것이 아니라 포식성이기 때문에, 배양 시에는 세균이나 효모 등을 먹이로 준비해야 한다. 일반적으로는 짚이나 상추 등을 삶아 그 액체를 배지로 하여 고초균을 늘려 먹이로 한다. 고초균 배양이 어려운 경우에는 시판되는 건조 효모 등을 이용하는 방법이 있다. 가루 형태의 녹차도 먹이로 사용할 수 있다.

8. 하위 종

• ''Paramecium aurelia''
• ''Paramecium bursaria''
• ''Paramecium caudatum''
• ''Paramecium tetraurelia''

• ''Paramecium primaurelia''
• ''Paramecium biaurelia''
• ''Paramecium triaurelia''
• ''Paramecium tetraurelia''
• ''Paramecium pentaurelia''
• ''Paramecium sexaurelia''
• ''Paramecium septaurelia''
• ''Paramecium octaurelia''
• ''Paramecium novaurelia''
• ''Paramecium decaurelia''
• ''Paramecium undecaurelia''
• ''Paramecium dodecaurelia''
• ''Paramecium tredecaurelia''
• ''Paramecium quadecaurelia''
• ''Paramecium sonneborni''

• ''Paramecium buetschlii''
• ''Paramecium bursaria''
• ''Paramecium calkinsi''
• ''Paramecium caudatum''
• ''Paramecium chlorelligerum''
• ''Paramecium duboscqui''
• ''Paramecium grohmannae''
• ''Paramecium jenningsi''
• ''Paramecium multimicronucleatum''
• ''Paramecium nephridiatum''
• ''Paramecium polycaryum''
• ''Paramecium putrinum''
• ''Paramecium schewiakoffi''
• ''Paramecium woodruffi''

8. 1. ''Paramecium aurelia'' 종 복합체

8. 2. 기타 종

9. 학습

짚신벌레의 학습 능력에 대한 문제는 많은 실험의 대상이 되었으나, 그 결과는 불확실했다. 그러나 2006년에 발표된 연구에 따르면, ''Paramecium caudatum''은 6.5 볼트의 전류를 가하여 밝기 수준을 구별하도록 훈련될 수 있다.^[29] 이 실험은 신경계가 없는 유기체에서 세포 기억, 또는 후생유전적 학습의 가능한 사례로 인용되었다.^[30]

참조

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_[43] 백과사전 짚신벌레 - 원생동물