부속지
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1. 개요
부속지는 동물, 원핵생물, 진핵생물, 식물 등 다양한 생물체에서 발견되는 신체 부위나 구조를 지칭하는 용어이다. 절지동물에서는 촉각, 다리, 아가미, 생식기 등이 부속지에 해당하며, 척추동물에서는 꼬리, 지느러미, 사지 등이 부속지로 분류된다. 원핵생물인 세균과 고세균은 편모, 필리, 섬모 등 세포 표면 부속물을 가지며, 진핵생물에서는 미세융모나 섬모가, 식물에서는 잎이 부속지로 간주된다.
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2. 동물의 종류별 부속지
부속지는 일반적으로 다리라고 불리는 구조이지만, 넓게 보면 그 외에도 많은 구조를 포함한다. 예를 들어, 곤충은 3쌍의 다리 외에도 머리에 1쌍의 촉각과 크고 작은 턱을 가지고 있으며, 마지막 체절에는 미각이라고 하는 1쌍의 꼬리가 있다. 이들은 모두 부속지 기원이며, 체절마다 한 쌍씩 생기는 구조로 상동으로 여겨진다. 곤충의 날개는 다른 기원을 가지지만, 넓은 의미에서는 부속지로 인정된다.
좁은 의미의 부속지는 체절제를 가진 동물의 체절마다 한 쌍씩 있는 것으로 한정하면, 절지동물의 관절지와 환형동물 등의 유족뿐이다. 그러나 척추동물의 다리, 물고기의 지느러미도 부속지에 포함될 수 있으며, 넓은 의미로는 곤충의 날개도 포함될 수 있다.
부속지의 배치, 수, 구조는 분류군의 큰 특징이며, 환경에 따른 다양한 적응이 나타난다. 일반적으로 한 쌍을 이루지만, 물고기의 대지느러미처럼 두 쌍이거나 다른 지느러미처럼 각각 하나인 경우도 있다.
동물의 종류별 부속지는 다음과 같다.
| 동물 종류 | 부속지 |
|---|---|
| 절지동물 | 촉각, 절지동물 구기(턱, 위턱, 아래턱다리), 아가미, 이동 다리(보행을 위한 가슴다리와 수영을 위한 배다리), 생식기(생식지), 꼬리의 일부(꼬리다리) |
| 극피동물 | 페디켈라리아(턱과 같은 모양, 외부 몸 표면 청소), 관족(수관계의 일부, 이동, 음식 및 폐기물 운송, 호흡) |
| 연체동물 (두족류) | 두족류 팔다리(유연함, 흡반과 같은 확장 가능) |
| 척추동물 | 꼬리, 지느러미(물고기), 사지(팔, 다리, 지느러미, 날개(사지))와 같은 이동 부위, 성기, 뿔 및 사슴뿔과 같은 방어 부품, 귓바퀴, 코(코, 주둥이), 수염과 같은 감각 기관 |
| 환형동물 | 육지 (疣足)(부드럽고 마디가 없음, 다모류는 강모와 아가미를 가짐), 엽족(유조동물, 몸 측면 아래쪽에 위치, 선단에 발톱) |
| 유악동물 | 털과 같은 돌기(부속체, 머리 부분에 집중, 가장 앞줄 8개는 굵고 발톱 모양) |
| 윤충류 | 미츠우데윤충의 유영용 부속지 |
유악동물의 부속지는 그 수가 매우 많아 전체 동물 중 가장 많다고도 하며, 특히 머리 부분에 집중적으로 배열되어 있다. 윤충류의 미츠우데윤충의 유영용 부속지도 드물게 발견되는 예시이다.
2. 1. 절지동물
절지동물의 부속지는 몸 마디에서 뻗어 나올 수 있는 모든 상동 신체 부위를 지칭한다. 여기에는 촉각, 절지동물 구기 (턱, 위턱, 아래턱다리 포함), 아가미, 이동 다리 (보행을 위한 가슴다리와 수영을 위한 배다리), 생식기 (생식지), 꼬리의 일부(꼬리다리)가 포함된다.[1] 일반적으로 각 몸 마디에는 한 쌍의 부속지가 있다. 먹이를 먹는 데 도움이 되도록 수정된 부속지는 '''아래턱다리''' 또는 '''악지'''라고 한다.부속지는 곤충 및 지네와 같이 각 부속지가 단일 일련의 마디로 구성된 '단지'가 될 수 있으며, 많은 갑각류에서 각 부속지가 두 개의 섹션으로 분기되는 '두지'가 될 수도 있다. '세지'(세 개로 분기) 부속지도 가능하다.[1]
모든 절지동물 부속지는 동일한 기본 구조의 변형이며('상동'), 어떤 구조가 생성되는지는 "호메오박스" 유전자에 의해 제어된다. 이러한 유전자의 변화를 통해 과학자들은 촉각 대신 다리와 같은 변형된 부속지를 가진 동물(주로 ''초파리'')을 생산할 수 있게 되었다.[2]
절지동물의 부속지는 관절이 있는 외골격을 가진다는 점에서 이 무리만의 독특한 구조이며, 보행을 위한 기관으로서 척추동물의 그것과 동등한 기능을 한다. 절지동물이라는 이름은 원래 마디가 있는 다리, 즉 독특한 부속지를 가지고 있다는 데서 유래했다. 모든 절지동물의 무리는 기본적으로 체절마다 부속지를 가지며, 이를 운동, 섭식, 호흡을 위한 기관으로 사용한다.
원칙적으로 절지동물의 몸은 동일한 구조의 체절 반복으로 이루어진다(분절제). 이 체절에는 각각 한 쌍의 부속지가 부착되어 있다. 부속지는 절지동물의 몸과 마찬가지로 표면이 굳어진 외골격으로 덮여 있으며, 각 부분에 관절이 있어 그 부분에서만 구부릴 수 있다. 실제로는 모든 체절에 부속지가 있는 것은 아니며, 많은 무리에서는 부속지를 결여한 체절이 있다. 또한, 체절에 따라 그 구조가 다른 경우도 많다.
머리의 촉각이나 구기, 꼬리에 붙은 지느러미 등도 부속지에서 유래한 것이다. 특히 머리 부분은 여러 체절의 융합으로 형성되며, 거기에 속하는 부속지는 대부분 매우 특수화되어 있다.
2. 2. 척추동물
척추동물의 부속지는 꼬리, 지느러미(물고기), 사지(팔, 다리, 지느러미 또는 날개(사지))와 같은 이동 부위를 가리킨다. 성기, 뿔 및 사슴뿔과 같은 방어 부품, 귓바퀴, 코(코 및 주둥이) 및 수염과 같은 감각 기관도 부속지에 해당한다.척삭동물은 원래 부속지가 반드시 존재하지는 않았을 것이다. 창고기에는 명확한 부속지가 없다. 어류에서는 두 쌍의 지느러미와 보통 세 개의 불대칭 지느러미가 있다. 양서류 이상에서는 부속지가 앞다리와 뒷다리 두 쌍으로 고정되어 있다.
2. 3. 극피동물
극피동물에서 발견되는 부속지로는 페디켈라리아가 있다. 페디켈라리아의 끝은 밸브로 구성되어 턱과 같은 모양을 하고 있으며, 외부 몸 표면을 깨끗하게 하는 데 사용되는 것으로 생각된다. 극피동물은 관족으로 알려진 지각도 가지고 있는데, 수관계의 일부를 형성하며 이동, 음식 및 폐기물 운송, 호흡에 사용된다.[1]2. 4. 연체동물
연체동물문에 속하는 모든 두족류는 두족류 팔다리로 알려진 유연한 부속지를 가지고 있다. 이들은 흡반과 같은 추가적인 확장을 가질 수 있다.2. 5. 환형동물
환형동물은 체절제를 가지며, 몸은 마디로 나뉘어 각 마디마다 한 쌍의 부속지를 갖는다. 이 부류의 부속지는 부드럽고 마디가 없으며, 일반적으로 육지(疣足)라고 불린다.다모류의 육지는 몸의 측면에서 옆으로 돌출되어 있고, 일정 수의 뾰족한 털(강모)을 갖추고 있다. 윗면에 아가미를 가진 것도 많다. 다른 환형동물에서는 육지가 퇴화하여 강모를 가진 정도이다. 유조동물도 형태가 비슷한 육지를 가지고 있으며, 이를 엽족이라고 한다. 엽족은 더욱 단순하며, 몸의 측면 아래쪽에서 생겨 아래를 향한다. 선단에 발톱이 있는 것이 특징이다. 물곰류도 거의 마찬가지이다.
2. 6. 유조동물
절지동물의 관절지와 환형동물 등의 유족은 좁은 의미의 부속지인 체절제를 가진 동물의 체절마다 한 쌍씩 있는 것으로 한정했을 경우에 해당한다. 그러나 척추동물의 다리도 부속지에 포함할 수 있으며, 그렇게 하면 물고기의 지느러미도 당연히 포함된다. 곤충의 날개를 포함하는 것도 가능하다.부속지의 배치, 수, 구조는 분류군의 큰 특징이다. 또한, 환경과 직접 관련되는 부분이므로, 다양한 적응이 나타난다. 일반적으로 부속지는 한 쌍을 이루는 것으로 생각하기 쉽지만, 반드시 그렇지는 않다. 예를 들어 물고기의 경우, 대지느러미는 두 쌍이지만, 다른 지느러미는 각각 하나이다.
2. 7. 기타 동물군
절지동물의 부속지에는 촉각, 절지동물 구기(턱, 위턱, 아래턱다리), 아가미, 이동 다리(보행을 위한 가슴다리와 수영을 위한 배다리), 생식기(생식지), 꼬리의 일부(꼬리다리)가 있다. 먹이를 먹는 데 사용되는 부속지는 '''아래턱다리''' 또는 '''악지'''라고 한다.극피동물에는 페디켈라리아라고 불리는 부속지가 있다. 페디켈라리아는 턱과 같은 모양을 하고 있으며, 외부 몸 표면을 깨끗하게 하는 데 사용된다. 극피동물은 관족이라는 지각도 가지고 있는데, 수관계의 일부를 형성하며 이동, 음식 및 폐기물 운송, 호흡에 사용된다.
연체동물 문에 속하는 모든 두족류는 두족류 팔다리라고 하는 유연한 부속지를 가지고 있으며, 흡반과 같은 추가적인 확장을 가질 수 있다.
척추동물의 부속지에는 꼬리, 지느러미(물고기), 사지(팔, 다리, 지느러미, 날개(사지))와 같은 이동 부위, 노출된 성기, 뿔 및 사슴뿔과 같은 방어 부품, 귓바퀴, 코(코, 주둥이), 수염과 같은 감각 기관이 있다.
유악동물은 극소형의 원통형 몸을 가지고 있으며, 몸에는 털과 같은 돌기가 많이 있다. 이것들이 부속지(부속체)로 인정받고 있으며, 그 수가 매우 많아 전체 동물 중 가장 부속지가 많다고도 한다. 특히 부속지가 집중적으로 배열되는 곳은 머리 부분으로, 환상으로 배열된 바늘 모양의 부속지가 여러 줄 늘어서 있다. 가장 앞줄에 배치된 8개가 굵고, 끝은 발톱 모양을 하고 있다.
윤충류 미츠우데윤충의 유영용 부속지도 드물게 발견되는 부속지의 예시이다.
3. 원핵생물의 부속지
세균과 고세균에서 고세균 편모, 편모, 필리, 핌브리아, ''자루''라고도 불리는 돌기를 포함한 다수의 '''세포 표면 부속지'''가 발견된다.[3]
다양한 고세균에서 여러 세포 표면 부속지가 존재할 수 있는데, 카눌라는 ''파이로딕티움'' 종에, 하미는 ''알티아르카이움''에 특이적인 부속지이다.[3] 이 외에도 필리, 아르켈라 (고세균 편모), 당 결합 구조인 ''빈디솜'', 번역 후 변형된 아르켈린 및 필린 등 다양한 유형의 표면 구조가 있다.[4][5]
아르켈라는 운동성, 특히 수영에서 세균 편모와 유사한 기능을 하지만, 구성과 작용은 다르다. 필리는 표면 부착, 세포 간 유전적 전달을 가능하게 하는 세포 간 통신, 생물막 형성에 사용된다.[4] 제4형 필리 모델은 여러 세포 표면 구조 조립에 사용된다. 빈디솜은 당 흡수를 돕기 위해 당 결합 단백질로 구성되며, 현재까지 ''S. 솔파타리쿠스''에 대한 연구로 제한되어 있다.[4] ''이그니코쿠스 호스피탈리스''에는 ''Iho670 섬유''로 묘사된 부속 섬유가 고유하다.[4]
세균 세포 표면 부속물에는 편모, 필리, 섬모로 알려진 짧은 부착 필리, 그리고 일부 종에서 컬리 섬유가 있다.
일부 세균은 자루라고 하는 부속지를 가지며, 세균 나노와이어도 다른 부속물이다.
4. 진핵생물의 부속지
세포 부속지는 세포막에서 뻗어 나오는 막 돌출로, 미세융모와 섬모가 그 예시이다.
5. 식물의 부속지
잎은 식물 줄기의 주요 부속 기관이다. 프로스테케아(''Prosthechea'')는 난초의 한 속으로, 주두 뒤쪽에 있는 부속 기관에서 이름을 따왔다. 털과 같은 구조인 트리콤은 많은 종류의 식물에서 발견된다.
6. 참고 문서
- 부속지 골격
참조
[1]
논문
The Burgess Shale (Middle Cambrian) Fauna
https://www.jstor.or[...]
1979
[2]
논문
Spatial and temporal regulation of the homeotic selector gene Antennapedia is required for the establishment of leg identity in Drosophila
2004-03
[3]
논문
The cell biology of archaea.
2022-11
[4]
논문
Surface appendages of archaea: structure, function, genetics and assembly.
2013-01-24
[5]
논문
Diversity, assembly and regulation of archaeal type IV pili-like and non-type-IV pili-like surface structures.
2012-11
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