| 절지동물문 생물분류 | ||||||||||||
| <colbgcolor=#fc6> †삼엽충아문 | †삼엽충강 | |||||||||||
| 협각아문 | 바다거미강 | 퇴구강 | 거미강 | |||||||||
| 다지아문 | 순각강 | 배각강 | 결합강 | 소각강 | ||||||||
| 갑각아문 | 새각강 | 요지강 | 두판강 | 소악각강 | 연갑강 | 패충강 | ||||||
| 육각아문 | 내구강 | 곤충강 | ||||||||||
| 기타 | †대수강 | †마렐라강 | ||||||||||
| 절지동물 節肢動物 | Arthropod | |
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| 학명 | Arthropoda Gravenhorst, 1843 |
| <colbgcolor=#fc6> 분류 | |
| 계 | 동물계 Animalia |
| 아계 | 진정후생동물아계 Eumetazoa |
| 계통군 | 좌우대칭동물군 Bilateria |
| 계통군 | 선구동물군 Protostomia |
| 상문 | 탈피동물상문 Ecdysozoa |
| 계통군 | 범절지동물군 Panarthropoda |
| 계통군 | 서족동물군 Tactopoda |
| 문 | 절지동물문 Arthropoda |
| 하위 분류 | |
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1. 개요
節肢動物 (Arthropoda)절지동물이란 외골격으로 둘러싸여 있고 체절화된 몸에, 관절로 되어 있는 부속지들을 가진 무척추동물들을 지칭한다. 다리(肢)가 마디(節)로 이루어져 있다고 해서 절지(肢節)이다. 전 세계의 육해공 모든 곳에 퍼져 살고 있으며 다양한 환경과 지형에 적응해 있다. 또한 현재까지 알려진 동물 종의 80% 이상을 차지하고, 그 수도 많아 생태계에서 빠져서는 안 될 중요한 위치에 머무르고 있다. 주변에서 흔히 볼 수 있는 곤충이나 게, 거미 같은 동물들이 여기에 속한다.
특히 절지동물은 최초로 산소 호흡을 한 육상 동물 중 하나로 여겨진다. 절지동물이 최초로 육상에 진출한 시기는 오르도비스기 후기~실루리아기 정도로 추정되고 있다. 다시 말해, 육상 척추동물들의 조상인 초기 양서류가 허파를 진화시켜 가면서 겨우겨우 육지로 기어올라와 한 발자국 대본 시기, 이미 땅 위에는 지네들이 굴러다니고 있었다. 하지만 지질 시대에서는 척추 동물의 진화사에 밀려 삼엽충, 바다전갈, 아노말로카리스, 아르트로플레우라, 메가네우라 정도만 주목받는다. 또한 절지동물은 최초로 동력비행을 한 동물이라는 명예로운 타이틀 역시 가지고 있다.
다른 무척추동물들과는 달리, 절지동물문에 소속된 동물들이 '절지동물'이라고 불리는 경우는 드물다. 연체동물이나 환형동물, 극피동물 등의 단어는 폭넓게 쓰이는 데에 비해 절지동물은 워낙 종류와 개체수가 많다보니 '절지동물'보다는 하위 분류군을 가리키는 단어들[1]이 많이 쓰이기 때문이다. 그나마 본래 명칭에 가장 가까운 절지류라는 단어는 쓰이지만 이것은 주로 애완동물로 유통되는 타란툴라와 전갈, 낙타거미, 채찍거미, 채찍전갈, 지네, 노래기 등이 속해 있는 협각류[2]나 다지류에 한정해서 부를 뿐, 엄연히 절지동물인 곤충이나 갑각류를 보고 절지류라고 부르는 이는 거의 없다.
2. 특징
2.1. 외골격
개요에서 설명한 것처럼 모든 종들이 외골격을 지니고 있다. 다른 동물들과는 다르게, 세포층이 외각을 둘러싼 것이 아닌 키틴 성분의 큐티클이라는 물질로 싸여있다. 이 단단한 외피 때문에 작은 충격에는 상처조차 입지 않지만 딱딱하기 때문에 유연하게 움직일 수가 없다.[3] 덕택에 체절이 매우 발달해 있다.절지동물에게서 가장 중요한 특징은 탈피를 한다는 것이다. 이는 절지동물이 속한[4] 탈피동물분기군에서 보이는 중요한 특징으로 성장하기 위해 허물을 벗게 된다. 이렇게 되는 이유는 바로 탈피동물분기군에 속하는 동물들은 확장이 쉽지 않은 큐티클성 외골격으로 몸을 둘러쌌기 때문이다. 그래서 몸의 크기를 증가시키기 위해 절지동물은 간헐적으로 외골격을 벗고 큰 것으로 바꾸기 위해 탈피를 하게 되었다. 곤충을 제외한 대부분의 절지동물들이 성체가 되어서도 탈피를 죽을 때까지 한다. 또한 절지동물의 생리 대부분이 탈피에 관여되어 있으며, 특히 아성체에게서 더 명확히 두드러진다.
외골격은 몸이 커질수록 그에 비례하여 점점 무거워지기 때문에 최종적인 몸의 크기를 제한하는 경향이 있다. 역사상 가장 컸던 절지동물에 속하는 바다전갈이나 아르트로플레우라도 3m를 넘어가기 힘들다. 이들은 산소 농도 등 환경적인 요인에 의해 거대해진 것이다.
죽을 때까지 탈피를 하는 절지동물의 실질적인 수명 역할도 하는데, 탈피가 매우 위험한 행위이기 때문. 사실상 자연 수명이 없다고 여겨지는 바닷가재 또한 인간에게 잡혀 죽는 걸 제외한 주요 사인이 탈피를 하다가 죽거나 (탈피 때문은 아니지만) 암에 걸려 죽는 것이다.
2.2. 체절과 부속지
완보동물과 환형동물들도 체절을 가지고 있기에 그다지 특징적인 것은 아니나, 절지동물들은 진화하면서 다양한 부분에서 다양한 형태의 체절을 발전시키거나 유합시켜 생존에 유리하도록 하였다. 고등한 분류군일수록 수생 척추 동물의 아가미와 턱처럼 합쳐지고 세분화된다. 협각아문의 경우 고등 분류군으로 갈수록 협각이 작아지고 퇴화하며, 곤충의 턱 구조는 이런 체절과 부속지 유합의 좋은 예이다.[5]이러한 체절들은 분류군에 따라 다양한 모습을 띠며, 합체절이라는 기능적인 그룹으로 몸의 외형적 구성을 나눈다. 곤충을 포함한 육각류는 머리, 가슴, 배, 협각류와 갑각류는 두흉부와, 복부로 말이다.
부속지의 경우 주로 다리들이 대부분을 차지하는데[6], 이들은 빠른 움직임을 위하여 횡문근으로 된 근육이 움직이게 한다. 관절 부위마다 감각모가 있어 신속하고 효율적으로 반응하도록 다양하게 변형되어있다. 특히 절지동물의 부속지는 크게 단지형과 이분지형으로 나뉘게 되는데, 협각아문과 육각류[7] 절지동물들 대부분이 단지형에 속하며, 나머지 다른 절지동물들이 이분지 구조의 부속지들을 가지고 있다. 하지만 단지형 다리는 기원이 이분지형 다리에서 유래된 것이기에 결국은 변형된 이분지 구조라고 봐도 된다. 이분지 구조의 다리는 바깥다리와 안다리를 가지고 있으며 이것들 또한 엽족동물의 유영성 외엽과 보행성 내엽에서 기원한 것으로 알려졌다.
과거 절지동물은 크게 협각아문, 다지아문, 갑각아문, 육각아문(곤충)으로 나누고 있었다. 그러나 현재 곤충이 갑각류 중 하나인 레미페드 갑각류(Remiped)의 자매분류군이라는 것이 알려지면서 갑각류에 속하는 한 집단이 되어 버렸고, 육각아문은 갑각아문의 하위 분류군이 되었다.
곤충이나 거미, 지네, 노래기, 공벌레, 게, 가재 등과 같이 육지에서 생활하거나 물뭍을 오가는 절지동물들은 다리근육이 발달되어 땅을 자유로이 누비지만 새우나 왕게, 거미게, 옆새우, 갯가재 등 물속에서만 생활하는 절지동물은 수압덕분에 큰힘을 쓸 필요가 없는지라 다리근육이 육상 절지동물보다 약해서 땅으로 나오면 몸을 가누지 못한다.
2.3. 기관계
물에 사는 경우 책아가미를 통해 물속의 용존 산소를 채액과 교환한다.대부분의 육상 절지 동물의 경우 척추 동물과 달리 폐호흡을 하지 않고, 몸에 수많은 기문을 통해 산소를 직접 빨아들인 후, 미세 기공을 통하여 산소를 체액[8]에 녹여 온몸에 확산 시킨다. 때문에 부피를 키우면 상대적으로 체표면적이 줄어드는데, 이러면 호흡 효율도 나빠질 수밖에 없다. 하지만 이는 과거 고생대 초반에 육상 절지동물이 나타났을 때 생존에 도움이 되는 방법이었을 것이다.
이러한 호흡방식은 대기 중 석탄기 같은 산소 농도가 높았던 시기에 곤충의 크기를 거대하게 만들 수 있었다. 물론 산소 농도가 높다고해서 더 커지기에는 외골격 생물인 절지동물 특성상 한계가 있다. 현재는 30cm가 넘어가는 종들부터 손에 꼽을 정도로 극소수다.
물론 이렇게 기문으로 숨 쉬는 친구들은 순각강과 백각강, 육각류와 일부 육상 갑각류들이 그렇고, 거미와 전갈의 경우에는 폐서(책허파)라고 하는 기관이 배 바닥 쪽에 열려있어, 이 부분을 통해 가스교환을 한다. 이 부위는 거미의 순환계 기관 중 가장 앞부분에 위치하는 위심동에 연결되어서 혈액이 노출이 잘 되도록 되어있다. 투구게의 새서(책아가미)는 거미의 폐서와 동일한 부분에 나 있는데, 이는 원래 폐서가 과거에는 아가미였음을 보여준다. 갑각류는 배나 가슴에 나 있는 아가미가 달린 유영지를 통해 숨을 쉰다. 곤충 또한 수서생활을 하는 유약충들이 배 꽁무니나 옆구리, 가슴 양 측면에 아가미를 달고 있다.
2.4. 순환계
심장은 척추동물과 다르게도, 등을 따라 일직선으로 뻗어있으며 개방 순환계이다. 혈관이 없기 때문에 체액이 몸 구석구석을 순환하면서 영양분과 산소를 전달해준다. 헤모글로빈이 없다시피 하여, 피 색깔은 주로 헤모시아닌 때문에 파란색이거나 무색을 띈다.2.5. 신경계
신경계는 체절을 따라 맨 앞의 뇌와 각 부의 신경절로 나뉘어 있다. 좀 더 고등한 절지동물일수록 뇌가 커지고 각 부의 신경절들이 작아지거나 없어진다. 절지동물의 뇌 또한 이런 방식으로 유합되고 집중화된 것이며 절지동물의 진화사를 엿볼 수 있는 면모 중 하나일 것이다.2.6. 기타
눈은 대부분의 절지동물들이 발달해 있으며, 삼엽충이 가장 잘 발달되어있는 동물이었다. 겹눈을 가지고 있는 종이 대부분이며 거미같이 홑눈만 있거나 곤충처럼 홑눈과 겹눈이 있는 종이 있다. 더듬이는 협각아문, 건미아문을 제외하고는 대부분 가지고 있다.절족동물(節足動物)이라고도 쓰는데, 마디가 발(足)뿐이 아닌 다리(肢) 전체에 있으니 의미상으로는 절지동물이 더 정확한 표현이다.
여담으로 현존 절지동물 중에 가장 긴 종은 일본거미게로서 최대 3.7m의 다리 폭를 자랑한다. 가장 짧은 종은 Stygotantulus stocki로 크기는 0.1밀리미터 미만이다,
3. 종류
크게 협각아문, 삼엽충아문, 다지아문, 갑각아문, 육지아문으로 나누고 있다. 또한 어느 아문에 속하지도 않는 멸종된 생물의 강까지 존재한다. 전 세계에 1170000여 종이 분포하며 현재 살아있는 동물 종의 80%를 차지할 정도로 그 수가 매우 많다.4. 관련 문서
[1] 갑각류, 벌레, 곤충 등.[2] 이나마도 물속에 사는 협각류인 투구게는 절지류라 칭하는 경우가 드물다.[3] 대신에 관절이라는 게 존재하여 이 부분은 연한 큐티클 조직으로 되어 있어 움직일 수 있게 되어 있다.[4] 범절지동문계.[5] 과거 다른 절지동물들에게는 다리였던 부분이 곤충에게서는 입술이나 입술수염, 작은턱의 형태를 띠고 있다.[6] 애초에 더듬이, 턱, 협각 등이 다리에서 유래되었다.[7] 그렇다고 해서 육각류가 원래부터 단지형은 아니다. 원래는 이분지형 다리 구조를 가진 갑각류에서 갈라져 나왔으며, 돌좀의 몸통에서 그 흔적을 볼 수가 있다.[8] 혈액이라 하기도 하지만, 절지동물은 인간처럼 혈관으로 혈액과 체액을 분리하지 않는 개방순환계를 가져서 혈액이라는 의미가 모호하다. 개방순환계라는 개념이 어렵게 느껴진다면 따로 검색해보는 것도 추천한다.