[분류학] 극피동물과 척추동물의 유연관계

(이 내용은 과거 제가 레포트로 작성했던 내용입니다. 혹시 레포트 작성을 위해 찾아온 사람들은 무단으로 배끼지 말고 댓글이라도 남겨주시기 바랍니다. 아래 참고문헌에 있는 내용이므로 참고문헌을 보시면 더 자세히 나와있답니다.^^)
 

  과거 모든 동물의 공통조상은 여러 계통의 동물로 진화하였다. 그 갈래중 후생동물의 두 주요분지는 선구동물과 후구동물이다. 이 두 갈래는 방사난할, 죄우대칭, 3배엽, 복잡한 골격 그리고 활발한 이동 등의 특징을 갖는다. 선구동물은 촉수담륜동물, 탈피동물, 갑각동물과 단지류 등이고, 후구동물은 극피동물, 반삭동물, 척삭동물이다. 더 구체적으로 나누면, 극피동물은 불가사리, 성게, 해삼 등의 무척추동물로 구성되어 있고, 척삭동물은 반삭동물, 미삭동물, 두삭동물, 척추동물로 나뉘어진다.

  후구동물의 진화는 몇몇 요한 사항에서는 선구동물의 진화와 평행하게 진행되어 왔다. 두 계보 모두 부드러운 바다의 최적층이나 바위 또는 물에 떠다니는 풍부한 먹이들을 찾아냈다. 또 물의 쉽게 움직이는 성질을 이용해 물로부터 먹이를 걸러내는 구조를 발달시켰다.

  두 그룹 모두 몸을 구획으로 나눠서 모양과 움직임을 정교하게 조절할 수 있었고, 일부 구성원은 물 속에서의 부력을 조절하는 메커니즘을 진화시키기도 했다. 바다에 사는 많은 선구동물과 후구동물은 플랑크톤성 유생단계가 진화했고 이들은 모두 대양에서 자유롭게 떠다니며 아주 작은 플랑크톤성 생물을 섭취했다.

  후구동물을 묶어주는 공통형질은 등쪽 신경계와 단일 섬모를 가진 세포들로 구성된 먹이 모으는 시스템을 가진 유생이다. 후구동물의 모든 구성원들이 공유하는 조상형 특징을 살펴보면 발생과정 중 처음으로 나타나는 구멍이 원구(blastopore)인데, 후구동물은 항문을 형성하고 선구동물은 입을 형성한다.

  선구동물과 후구동물의 공통조상 수정란의 초기 세포분열, 즉 난할은 방사형이다. 방사형 난할동안 세포들은 수정란의 긴 쪽 축에 평행하거나 수직을 이루는 면을 따라 나뉘어진다. 이 패턴은 후구동물과 많은 선구동물의 진화과정에 그대로 지속되었다. 그러나 한 선구동물의 계보에서 나선형 난할이 새로 진화되었다. 나선형 난할에서는 세포분열의 면이 수정란의 긴 쪽 축에 비스듬히 생겨나므로 세포들이 나선형 패턴으로 배열된다. 선구동물의 나선형 난할은 결정적이라서 몇 번 분열시킨 후 각 세포를 분리하면 각각의 부분적인 배로만 발생한다. 그러나 후구동물의 난할은 전형적으로 비결정적이라서 몇 번의 세포 분열 후에 세포를 분리해도 각 세포들은 여전히 완전한 배로 발생할 수 있다.

방사형난할

나선형난할

  그 외에 삼배엽, 발생중인 장이 돌출하여 만들어지는 중배엽, 잘 발달된 체강 등의 특징이 있다.

	문	체제수준	몸의 대칭성	난할양식	유생유형	소화관	체강	체절성
선 구 동 물	편형동물	기관계	좌우대칭	나선형난할	담륜자와 유사	위수강	없음 (무체강)	아님
	선형동물				없음	완전한 장	의체강
	연체동물				담륜자		체강 (열체강)	체절성
	환형동물
	절지동물				갑각류에서는 노플리우스
후 구 동 물	극피동물	기관계	오방사대칭	방사형난할	디풀루룰라 또는 이와 유사	완전한 장	체강 (전체강)	아님
	반삭동물		좌우대칭
	척삭동물				유생이 존재하고 독특함			체절성

  아직까지 두 개의 주된 계보(극피동물과 척삭동물)로 갈라지기 전에 살았던 선조 후구동물의 화석은 아직 발견되지 않았다. 그래서 현생 후구동물이 공유하고 있는 특징 중 어떤 점이 닮았는가를 가지고 추론할 수밖에 없다.

  선구동물은 해변을 통해서, 후구동물은 민물가를 통해서 땅으로 이주하였다. 절지동물의 관절로 된 외골격은 지지와 보호기능에는 훌륭했지만 큰 몸을 지지하기에 역부족이었다. 이에 비해 후구동물은 잘 발달된 내부구조를 갖고 있어 큰 몸을 지지할 수 있었다. 그런 장점을 이용해 공룡이나 코끼리 등의 거대한 동물로의 진화가 가능했다. 수많은 육상후구동물들이 다시 수서환경으로 재이주하였다. 이들로부터 부유물을 섭취하는 종류들이 재진화해 나왔으며, 가장 큰 현존동물인 수염고래도 여과기를 통해 작은 먹이를 걸러내어 먹는다.

 극피동물의 조상은 기어다니는 느린 동물이었을 것으로 생각된다. 그러나 이들은 구조적 특성을 이용해 공격적이고 활동적인 모습으로 진화했다. 그 하나는 얇은 피부와 약간의 근육으로 덮힌 석회화한 내부판이다. 초기 극피동물 선조들의 석회판은 몸 안에서 내골격으로 발달했다. 또다른 중요한 특성은 수관계의 진화이다. 이것은 석회화된 그물망으로, 관족이라 불리는 돌출물로 연결되어 있다. 수관계는 가스교환, 이동, 먹이섭취의 기능을 수행한다.

  또다른 계보인 척삭동물은 체강이 여러 형태로 변형되어 먹이를 잡고 다루는 새로운 방법들이 등장하게 되었다. 초기 계보 중 하나를 대표하는 별벌레아재비류는 바다의 모래 또는 진흙에 묻혀 살거나 바위 밑 또는 조류에 부착해 산다. 이들은 척삭동물 계보의 조상과 유사할 것으로 생각되나 현재는 반삭동물(절반의 척삭동물)로 분류된다. 척삭동물 계보 내의 다른 동물들은 다른 형태의 몸설계를 갖도록 진화했는데, 등쪽의 내부 지지구조이다. 척추동물은 이것이 척추로 진화했다.

  후구동물의 특징들을 종합해보면, 유생의 먹이모으는 시스템, 항문을 형성하는 원구, 비결정적 난할, 삼배엽, 발생중인 장이 돌출하여 만들어지는 중배엽, 잘 발달된 체강 등이 있다. 이러한 특징들을 통해서 극피동물과 척추동물은 후구동물에 속해 있으며, 이를 통해서 두 동물이 유연관계에 있다고 할 수 있다.


 - 참고자료 : 생명, 생물의 신비 (2004, Purves 외, 교보문고); 생물학 (1999, 로버트A.월리스, 을유문화사)