육방해면류

1. 개요

육방해면류는 규질 골편을 가지며, 컵 모양을 하고 있는 해면동물의 일종이다. 이들은 주로 수심 450m에서 900m 사이의 깊은 바다에 서식하며, 일부 종은 얕은 바다에서도 발견된다. 육방해면류는 융합체 조직과 전기적 임펄스를 빠르게 전달하는 시스템을 통해 외부 자극에 신속하게 반응하며, 광섬유와 유사한 섬유 다발을 가지고 있다. 수명은 매우 길지만 정확한 측정이 어렵고, 일부 종은 해면 암초를 형성하기도 한다. 육방해면류는 두 아강과 여러 목으로 분류되며, 화석으로도 발견된다.

2. 특징

골편은 규질이며 3축이 기본형이나, 1축에서 6축에 이르기까지 여러 종류가 있다. 특히 골편에는 육방성체나 양반체라는 작은 골편이 붙어 있어, 둘 중 어느 것이 있는가에 따라 다시 육방성 아강과 양반 아강으로 분류하고 있다. 모두 깊은 바다에 살고 있으며, 한국에는 바다수세미, 상모끝 등 2종만이 알려져 있다.

3. 생물학

유리 해면은 비교적 흔하지 않으며 주로 수심 450m에서 900m 사이의 깊은 바다에서 발견된다. Oopsacas minuta(으푸사카스 미누타)는 얕은 물에서 발견되었지만, 다른 종들은 훨씬 더 깊은 곳에서 발견되었다. 유리 해면은 전 세계 모든 바다에서 발견되지만, 특히 남극과 북태평양 해역에서 흔하게 발견된다.

유리 해면은 대략 컵 모양이며 높이가 10cm에서 30cm이다. 유리와 같은 규산질 골편으로 만들어진 튼튼한 골격을 가지고 있으며, 골편들은 융합되어 격자 구조를 이룬다. Euplectela 속의 구성원과 같은 일부 유리 해면에서는 이러한 구조가 글라신이라는 단백질의 도움을 받는다. 글라신은 주변 해수에서 흡수된 규산으로부터 규산질의 생성을 가속화하는 데 도움이 된다. 몸체는 비교적 대칭적이며, 많은 종에서 골격으로 형성된 체를 통해 외부로 열리는 큰 중심 공동을 가지고 있다. 일부 유리 해면 종은 서로 융합하여 암초 또는 생물암을 만들 수 있다. 일반적으로 흰색에서 주황색에 이르는 옅은 색을 띤다.

몸체의 대부분은 공동 원형질체 조직, 즉 다수의 다핵 세포질로 구성된다. 다른 해면 동물에서 특징적인 표피 세포는 존재하지 않으며, 골편이 관통하는 아메바세포의 공동 원형질체 망으로 대체된다. 다른 해면 동물과 달리 수축하는 능력이 없다.

유리 해면의 몸체는 세 부분으로 구성된다. 즉, 내,외부의 주변 소주 네트워크와 초아노솜, 이것은 먹이를 공급하는 데 사용된다. 초아노솜은 해면의 입 역할을 하며, 초아노솜에서 만나는 내,외부의 관은 먹이의 통로가 되어 해면의 섭취 경로를 만든다.

모든 육방해면류는 다양한 크기로 성장할 수 있지만, 평균 최대 성장은 약 32cm로 추정된다. 일부는 그 길이를 넘어 최대 1m까지 길이를 계속 늘린다. 약 1m까지 자라는 육방해면류의 예상 수명은 약 200년이다 (Plyes).

유리 해면은 몸 전체에 전기적 임펄스를 빠르게 전달하는 고유한 시스템을 가지고 있어 외부 자극에 신속하게 반응할 수 있다. Rhabdocalyptus dawsoni(랍도칼립투스 다우소니)의 경우 해면은 전기적 뉴런 신호를 사용하여 퇴적물과 같은 외부 자극을 감지한 다음, 생물체가 더 이상 활발하게 먹이를 섭취하지 않도록 알리기 위해 몸체 시스템을 통해 신호를 보낸다. R. dawsoni와 동일한 실험에서 다른 유리 해면 종은 이 종류의 해면의 전기 전도 시스템이 먹이 섭취 과정을 중단하기 전에 견딜 수 있는 외부 자극, 퇴적물 등의 자체 임계값을 가지고 있음을 보여주었다. "비너스 꽃바구니"와 같은 종은 골격 기저부에 거꾸로 된 왕관처럼 뻗어 있는 섬유 다발을 가지고 있다. 이 섬유는 길이가 50mm에서 175mm이고 사람 머리카락 굵기 정도이다.

육방해면강은 수심 450m에서 900m의 바다에서 자주 발견되지만, Oopsacas minuta는 얕은 바다에서도 발견된다. 전 세계의 바다에 서식하지만, 특히 남극해에 많다。

컵 모양을 하고 있으며, 높이는 10cm에서 30cm이며, 규산질의 골침으로 이루어진 단단한 양상추와 같은 내부 골격을 가지고 있다. 몸은 비교적 대칭적이며, 많은 종에서 내부의 큰 공동은 체를 통해 외부로 열려 있다. 또한 다른 해면동물과 달리 군생하지 않고 단독으로 존재하는 경향이 있다. 색상은 옅은 경우가 많다。

몸의 대부분은 다핵 세포의 합포체로 이루어져 있다. 특히 다른 해면동물에 있는 것과 같은 상피 세포를 가지지 않으며, 아메바 모양의 막으로 덮여 있다. 게다가 다른 해면동물처럼 수축하는 능력도 없다。
체내의 전기적 임펄스를 고속으로 전달하여 외부 자극에 신속하게 반응하는 독특한 시스템을 가지고 있다. 유리해면류와 같은 유리 해면은 섬유 다발을 가지며, 골격의 기부에서 뒤집힌 왕관처럼 바깥쪽으로 퍼져 있다. 섬유의 길이는 50mm에서 175mm로, 사람의 머리카락 정도의 굵기이다. 오늘날의 정보 통신 네트워크에서 사용되는 광섬유와 유사한 특성을 가지고 있다고 한다。

수명은 매우 길지만, 정확한 나이를 측정하는 것은 어렵다. 모델에 기반한 한 연구에 따르면, Scolymastra joubini의 나이를 23000년으로 추정하고 있다。 또한 AnAge Database에는 15000년 이하로 등록되어 있다。

3.1. 구조

골편은 규질이며 3축이 기본형이나, 1축에서 6축에 이르기까지 여러 종류가 있다. 특히 골편에는 육방성체나 양반체라는 작은 골편이 붙어 있다. 바다수세미, 상모끝 등이 육방해면류에 속한다.

육방해면강은 수심 450m에서 900m의 바다에서 자주 발견되지만, Oopsacas minuta는 얕은 바다에서도 발견된다. 전 세계의 바다에 서식하지만, 특히 남극해에 많다。

컵 모양을 하고 있으며, 높이는 10cm에서 30cm이며, 규산질의 골침으로 이루어진 단단한 양상추와 같은 내부 골격을 가지고 있다. 몸은 비교적 대칭적이며, 많은 종에서 내부의 큰 공동은 체를 통해 외부로 열려 있다. 또한 다른 해면동물과 달리 군생하지 않고 단독으로 존재하는 경향이 있다. 색상은 옅은 경우가 많다。

몸의 대부분은 다핵 세포의 합포체로 이루어져 있다. 특히 다른 해면동물에 있는 것과 같은 상피 세포를 가지지 않으며, 아메바 모양의 막으로 덮여 있다. 게다가 다른 해면동물처럼 수축하는 능력도 없다。

체내의 전기적 임펄스를 고속으로 전달하여 외부 자극에 신속하게 반응하는 독특한 시스템을 가지고 있다. 유리해면류와 같은 유리 해면은 섬유 다발을 가지며, 골격의 기부에서 뒤집힌 왕관처럼 바깥쪽으로 퍼져 있다. 섬유의 길이는 50mm에서 175mm로, 사람의 머리카락 정도의 굵기이다. 오늘날의 정보 통신 네트워크에서 사용되는 광섬유와 유사한 특성을 가지고 있다고 한다。

수명은 매우 길지만, 정확한 나이를 측정하는 것은 어렵다. 모델에 기반한 한 연구에 따르면, Scolymastra joubini의 나이를 23000년으로 추정하고 있다。 또한 AnAge Database에는 15000년 이하로 등록되어 있다。

3.2. 융합체 (Syncytia)

육방해면류의 몸은 대부분의 세포질이 막에 의해 분할되지 않고 여러 개의 세포 핵을 가진 융합체(syncytium)로 구성되어 있다. 이는 거미줄과 같은 실리카 골편으로 만들어진 골격에 매달려 있다. 핵, 세포 소기관 등을 수송하는 세포질 "강"의 다리는 융합체에 연결되어 있으며, 여과 세포 대신 초아노신시티아(choanosyncytia)라는 융합체가 종 모양 챔버를 형성한다. 이 챔버는 "칼라 바디"로 덮여 있으며, 칼라와 편모는 있지만 자체 핵은 없다. 편모의 움직임은 물을 빨아들여 배출한다.

일부 세포는 단일 핵과 막을 가지지만, 세포질 다리로 다른 세포 및 주 융합체에 연결된다. 골편을 만드는 경세포는 여러 개의 핵을 가지며, 유충에서는 다른 조직과 연결되지만 성체에서는 발견되지 않았다. 이는 조사 어려움을 반영할 수 있다. "플러그 접속"은 물질 통과를 제어한다. 이러한 생리학은 이온과 전기 신호가 생물체 전체로 이동할 수 있게 하며, 해면 조직의 약 75%가 융합된다. 심해 환경의 영양 순환에 역할을 하며, Vazella pourtalesii 종은 공생 미생물을 통해 군집의 질화 및 탈질화에 기여하여 저산소 조건 생존에 도움을 준다.

3.3. 전기적 신호 전달

육방해면강은 합포체를 통해 체내 전기적 임펄스를 빠르게 전달하는 시스템을 갖추고 있어 외부 자극에 신속하게 반응한다. 유리해면류는 골격 기부에서 바깥쪽으로 퍼져 나가는 섬유 다발을 가지고 있는데, 이 섬유는 오늘날 정보 통신 네트워크에서 사용되는 광섬유와 유사한 특성을 보인다.

3.4. 수명

이 생물들은 장수하지만 정확한 나이를 측정하기는 어렵다. 한 연구에서는 모델링을 기반으로 Scolymastra joubini 표본의 예상 나이를 23,000년(범위는 13,000~40,000년)으로 추정했다. 그러나 최후 빙기 이후 해수면의 변화로 인해 최대 15,000년을 넘지 않는 것으로 여겨지며, 따라서 AnAge 데이터베이스에 약 15,000년으로 등재되어 있다. 육방해면류의 얕은 수심 서식은 전 세계적으로 드물다. 남극에서는 2종이 얼음 아래 33미터 얕은 곳에서 발견된다. 지중해에서는 한 종이 깊은 물이 솟아오르는 동굴에서 18m 얕은 수심에서 발견된다(Boury-Esnault & Vacelet (1994)).

4. 해면 암초

육방해면류는 브리티시컬럼비아, 남동 알래스카, 워싱턴 주 해안에서 해면 암초라고 불리는 암초를 형성하며, 이는 해면 암초 프로젝트에서 연구된다. Sarostegia oculata의 경우, 이 종은 거의 항상 공생하는 자포동물을 숙주로 삼아 육방해면류가 산호초의 외형과 구조를 모방하게 한다.

브리티시컬럼비아주 헤카테 해협에서 발견된 암초는 길이가 최대 7킬로미터, 높이가 20미터에 달한다. 이러한 발견 이전에는 해면 암초가 쥐라기 시대에 멸종된 것으로 여겨졌다.

유리 해면류의 보고는 또한 HMCS 서스캐처원과 HMCS 케이프 브레턴 난파선에서도 기록되었으며, 이는 밴쿠버 섬 연안에 위치해 있다. 육방해면류에 의존하는 자포동물 종은 일본 미나미토리시마 섬 연안에서도 발견되었다. 미확인 자포동물 종이 호주 해역에서도 발견되었는데, 이들이 미나미토리시마에서 발견된 종과 동일하다면 육방해면류가 태평양 전체에 존재한다는 증거가 될 수 있다.

5. 보존

대부분의 육방해면류는 인간의 활동에 영향을 받지 않는 심해에 서식한다. 하지만, 브리티시컬럼비아 해안에는 유핵 해면 암초가 있다. 캐나다 정부는 헤카테 해협과 퀸샬럿 해협의 2,140km²를 해양 보호 구역으로 지정했다. 이 지역에는 4개의 유핵 해면 암초가 있다. 새로운 규정은 해면 암초에서 200미터 이내의 저층 접촉 어업을 금지한다. 인간의 활동이 육방해면류에 미치는 영향은 미미하지만, 기후 변화의 위협을 여전히 받고 있다. Aphrocallistes vastus 종을 사용한 실험에서 온도 상승과 산성화가 골격 강도와 강성을 약화시킬 수 있음이 밝혀졌다. 1995년, 기후 변화로 인해 남극의 빙붕이 붕괴되었다. 그 이후 이 지역에 대한 연구에 따르면, 육방해면류 암초는 기후 변화에도 불구하고 크기가 증가하고 있다.

6. 분류

육방해면류는 2개의 아강과 여러 목으로 나뉜다. 현존하는 종은 2개의 아강, 5개의 목으로 나뉜다.

* 아강 Amphidiscophora
목 Amphidiscosida
목 †Hemidiscosa
목 †Reticulosa
* 아강 Hexasterophora
Incertae sedis
* Dactylocalycidae
목 Lychniscosida
목 Lyssacinosida
목 Sceptrulophora

육방해면류의 가장 초기에 알려진 종은 초기 캄브리아기 또는 후기 원생대 시대에서 발견되었다. 육방해면류는 화석으로 발견되는 빈도가 보통해면에 비해 비교적 높은데, 이는 적어도 부분적으로는 육방해면류의 골편이 해면질보다 튼튼하여 화석화가 더 잘 되기 때문으로 여겨진다. 거의 모든 해면동물과 마찬가지로, 육방해면류는 이 그룹에서 해면 벽을 따라 늘어선 방 내의 일련의 섬모 또는 편모의 채찍질과 같은 움직임을 통해 일련의 작은 구멍을 통해 물을 흡입한다.