갯반디
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1. 개요
갯반디는 몸길이 3~3.5mm의 작은 갑각류로, 루시페린과 루시페라아제를 이용한 생물 발광 현상을 보인다. 일본 남해의 고유종으로, 갯반디가 빛을 내는 이유는 외부의 적을 위협하거나 동료에게 위험을 알리기 위함이다. 1890년 구스타프 빌헬름 뮐러에 의해 처음 기재되었으며, 제2차 세계 대전 중 일본군이 지도를 읽거나 정찰 시 표식으로 사용하기도 했다.
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| 갯반디 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| 학명 | Vargula hilgendorfii |
| 이명 | Cypridina hilgendorfii |
| 영명 | Sea-firefly |
| 일본어 | ウミホタル (Umihotaru) |
| 분류 | |
| 계 | 동물계 (Animalia) |
| 문 | 절지동물문 (Arthropoda) |
| 아문 | 갑각아문 (Crustacea) |
| 강 | 패충강 (Ostracoda) |
| 상목 | 미오도코파상목 (Myodocopa) |
| 목 | 미오도코피다목 (Myodocopida) |
| 아목 | 우미호타루아목 (Myodocopina) |
| 과 | 우미호타루과 (Cypridinidae) |
| 속 | 우미호타루속 (Vargula) |
| 상강 | 빈갑각상강 (Oligostraca) |
| 기타 | |
| 특징 | 발광하는 갑각류 |
2. 외양 및 특징
갯반디는 몸길이가 약 3mm로 매우 작으며, 암컷이 수컷보다 약간 더 크다. 몸 전체는 투명한 두 장의 등딱지(갑각)로 덮여 있으며, 타원형으로 쌀알과 비슷한 모양이다. 등딱지는 경첩처럼 자유롭게 열고 닫을 수 있다. 몸 안에는 7쌍의 부속지가 있으며, 각각 다른 기능을 수행한다. 제1지와 제2지는 촉각이며, 제2촉각을 유영에 사용한다. 제3지는 큰턱, 제4지는 작은턱으로 모두 먹이를 잡는데 사용한다. 부채 모양의 제5지는 등딱지 안의 해수를 순환시키는 역할을 하며, 작은 제6지가 이에 붙어있다. 제7지(청소지)는 등딱지 내부 청소를 담당하며, 알을 품거나 방출할 때도 사용한다.[13][4][3]
2. 1. 생물 발광
갯반디는 루시페레이스와 자신의 발광소를 이용하여 특정한 화학반응을 일으켜 파란색 빛을 발산한다.[13]
''V. hilgendorfii''는 생물 발광 현상으로 알려져 있다. 이 종은 기질인 루시페린과 효소인 루시페라아제의 특수 화학 반응을 통해 파란색 빛을 생성한다. 루시페라아제 효소는 555개의 아미노산으로 구성된 펩타이드로 분자량은 61627u이며, 루시페린 바굴린의 질량은 405.5u에 불과하다. 바굴린의 생합성은 트립토판, 아르기닌 및 이소류신 아단위로 분리된다고 제안되었다.[2][4]
발광의 최대 파장은 반응이 일어나는 물의 pH와 염분에 따라 달라진다. 이는 448 ~ 463 nm 사이에서 변화하며, 해수에서는 최대 452 nm이다.[5] 기질은 상순선에서 배출될 때 루시페라아제를 촉매로 산화된다. 이 반응은 이산화 탄소, 옥시루시페린 및 파란색 빛을 생성한다. 중간체로 1,2-디옥세탄 고리가 형성되며, 이 중간체는 다른 생물 발광 생물의 반응과 야광봉의 화학 발광에서도 형성된다.[6]
갯반디의 청색 발광 목적은 외부 적에 대한 위협이며, 자극을 받으면 활발하게 발광한다. 갯반디는 음의 주광성(빛에서 도망치는 성질)을 가지고 있기 때문에, 발광은 동료에게 위험을 알리는 신호가 된다고 생각된다. 이 빛은 갯반디가 분비하는 발광 물질 (루시페린)이 산화될 때 발생하며, 체외로 방출됨과 동시에 효소 (루시페라아제)의 작용을 받아 해수 중의 산소와 격렬하게 반응한다. 이와 유사한 반응으로 발광하는 생물로는 다른 물고기인 금눈돔과 점줄망둑이 알려져 있는데, 이들은 섭취한 갯반디에 기인하는 것으로 생각된다.
갯반디의 루시페린은 Vargulin|바굴린영어이며, 일반적으로 갯반디 루시페린(Vargula luciferin)이라고 불린다.
3. 분포
갯반디일본어는 일본 남부 해안(태평양 연안)의 고유종으로 알려져 있다.[14] DNA와 RNA 분석 결과, 최종 빙기 때 북쪽에서 남쪽으로 이동한 것으로 추정된다. 유영 능력이 발달하지 못했고 자궁 내 부화 및 새끼 양육으로 인해 이동 능력이 제한된다.[3][14]
4. 생태
낮에는 해저 모래 속에서 생활하며, 밤에는 유영하며 먹이를 찾고 짝짓기를 한다.[4][3] 연안 생물의 대부분은 조석 주기에 지배되는 생활 리듬을 갖지만, 갯반디는 월령의 영향을 받는다. 유영할 때는 등판 앞쪽 틈새로 부속지를 내밀어 헤엄친다. 유영 활동은 봄부터 가을까지 활발하다. 수온이 낮아지면 활동이 뜸해지지만, 겨울에도 완전히 동면하지는 않는다. 정확한 수명은 알려져 있지 않지만, 사육 환경에서는 성체가 6개월 이상 생존한 기록이 있다.
잡식성으로 무엇이든 먹지만, 특히 육류를 선호하며 살아있는 갯지렁이나 털갯지렁이 등을 공격하여 먹기도 한다.
5. 역사
1890년 구스타프 빌헬름 뮐러가 갯반디를 처음으로 묘사하면서 프란츠 마틴 힐겐도르프의 이름을 본따 *Cypridina hilgendorfii*라고 이름지었다.[15][7][10] 종소명은 힐겐도르프가 일본 에노시마에서 기준 표본을 채집한 것을 기념하여 붙여졌으며, 이 표본은 베를린 훔볼트 자연사 박물관에 보존되어 있다.
갯반디의 발광 능력은 오랫동안 연구되었는데, 최초의 연구는 1917년에 시작되었다.[7] 제2차 세계 대전 당시 일본군은 말린 갯반디를 어두운 곳에서 지도를 읽는 데 사용하기도 했다.[8][15]
1957년 시모무라 오사무가 갯반디 루시페린 결정화에 처음으로 성공했다. 1962년에는 속명이 *Cypridina*에서 *Vargula*로 변경되었다.[9] 1968년 일본 과학자들은 루시페린의 일종인 바굴린의 구조를 밝혀냈다.[9]
6. 이용
제2차 세계 대전 당시 일본군은 말린 갯반디를 어두운 곳에서 지도를 읽을 때 사용했다.[8] 갯반디를 말린 후 물을 묻히면 약한 빛을 내는데, 남방의 정글에서 정찰 임무를 맡은 병사들이 말린 갯반디 가루를 가지고 다니면서 발밑에 뿌려 희미한 빛을 내는 표식으로 이용했다.[11][12]
참조
[1]
웹사이트
日本語資源 - Nihongoresources.com
https://www.nihongor[...]
[2]
간행물
cDNA Cloning and Characterization of a Secreted Luciferase from the Luminous Japanese Ostracod, ''Cypridina noctiluca''
http://www.jstage.js[...]
[3]
간행물
Biogeography of luminous marine ostracod driven irreversibly by the Japan Current
[4]
간행물
Cloning and expression of cDNA for the luciferase from the marine ostracod ''Vargula hilgendorfii''
[5]
서적
Bioluminescence: chemical principles and methods
World Scientific
[6]
간행물
Chemical mechanisms in bioluminescence
[7]
간행물
Studies on bioluminescence
[8]
서적
Oceans and human health: risks and remedies from the seas
Academic Press
[9]
간행물
Based on a review of the data, use of the term cypridinid solves the ''Cypridina''/''Vargula'' dilemma for naming the constituents of the luminescent system of ostracods in the family Cypridinidae
[10]
문서
矢島道子「相模湾調査前史」、11 - 12ページ。
[11]
문서
羽根田 1972、p.91
[12]
문서
畑 1975、pp.68-73
[13]
저널
http://www.pnas.org/[...]
2010-02-08
[14]
저널
[15]
서적
https://archive.org/[...]
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