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형태

석회해면류는 대개 흰색을 띠고, 담수에 사는 것들은 조류(藻類)와 공생하여 흔히 녹색을 띤다. 굳기도 다양하여 부드러운 것부터 돌처럼 단단한 것까지 있고, 이에 더하여 표면도 부드러운 것, 우단 같은 것이 있는가 하면 골편의 돌출로 인해 거친 것이 있다. 재생력이 강하며, 내부에 다른 동물들이 많이 살고 있다. 크기는 쌀알 만한 것부터 높이와 지름이 1m를 넘는 것까지 있으며 구조도 방사상칭이나 불규칙한 덩어리, 나뭇가지·컵·부채 모양, 어떤 물체를 싸고 자라는 것 등 다양하다. 색깔도 다양하여 깊은 곳에 사는 것들은 대개 색이 어둡고, 얕은 곳에 사는 것들은 노랑·오렌지·빨강·보라색 등 색이 밝다.

생태

해면동물의 성체는 일정한 신경계가 없으며 움직임이 거의 없다. 오랜 옛날의 박물학자들은 해면동물이 분명한 움직임이 없고 나뭇가지 모양을 하고 있기 때문에 식물로 생각했으며, 수류와 대공의 움직임이 관찰되고 나서야 이들은 동물로서 인정되었다. 해면동물은 조간대로부터 수심이 깊은 곳까지 어느 깊이에나 살며, 남극해에 특히 풍부하다. 석회해면류와 보통해면류는 대륙붕의 암석으로 된 바닥에서 주로 볼 수 있고 육방해면류는 해양의 깊은 진흙바닥에 사는 것이 특징이다.

종류

해면동물문은 골격구성 성분에 따라 석회해면강·육방해면강·보통해면강·골해면강의 4강으로 나뉜다.

활용

상업적으로 가치가 있는 해면은 조간대로부터 깊이 약 60m에 걸쳐 살며 대개 갈고리나 작살을 써서, 스킨 다이빙으로 또는 심해 낚시로 채취한다. 이들은 지중해·플로리다·서인도제도·멕시코·필리핀 등지에서 많이 채취된다. 보통해면강에 속하는 간각질해면(spongia officinalis)이나 관각질해면(spongiazimocca) 등의 부드럽고 질긴 골격은 고대로부터 친숙한 물품으로 가정에서 청소·목욕·물감칠 등에 쓰였다. 또한 중세에는 태운 해면을 여러 질병의 치료에 썼다. 자연산 해면은 오늘날 도자기나 보석 만드는 데, 그림 그리는 데, 그리고 외과용 약제로서 주로 쓰이고 가정용품은 합성해면이 자연산을 대신하여 사용되고 있다.

자연사

무성생식도 하지만 많은 해면동물은 유성생식을 한다. 일반적으로 자웅동체이며 때때로 자웅이숙(雌雄異熟 : 서로 다른 시기에 암수 생식세포가 생기는 것)이다. 수정은 한 개체로부터 나온 정자가 수류를 따라서 움직이다가 다른 개체의 금세포(襟細胞)에 잡혀 난자로 옮겨져 이루어진다. 유생은 중공유생(ampniblastula)과 중실유생(parenchymula)의 2가지 형이 있다.

이들 유생은 부착하기 좋은 표면을 찾아 수시간 또는 며칠을 유영하며, 부착한 후 어린개체가 되고 다시 점차 성체로 발달한다. 수명은 확실히 알려져 있지 않다. 연안 종(種)은 1년 정도 사는 것 같은데, 한 개체의 작은 조각이 살아남아 알맞은 때에 새 개체를 만들기도 한다. 커다란 종은 수명이 훨씬 길어 어떤 것은 20년이나 살기도 한다.

무성생식을 하는 해면동물의 생식 방법 가운데 가장 잘 알려진 것은 아구체(芽球體)를 형성하는 방법이다. 형성된 아구체는 성체로부터 분리되며 가뭄이나 극한 온도에 견딜 수 있다. 담수 종의 아구는 골편으로 싸인 보호막을 갖는데, 이 골편의 모양이 종에 따라 달라 분류에 이용된다. 주근(走根)을 뻗어 무성적으로 자라는 것도 있다.

해면동물은 재생력이 강하여 손상된 부분이 복구될 뿐 아니라 작은 조각이나 한 세포로부터 완전한 성체로 재생될 수 있다. 해면은 환경이 나쁘면 작은 조각으로 퇴화되었다가 좋아지면 이 조각으로부터 완전한 개체로 자란다.

해면동물은 생태적 요인에 매우 민감하여 실험실에서 키우기가 어렵다. 광선은 많은 해면동물이 존속하는 데 제한요인이 된다. 연안 종은 그늘이 있는 바위밑, 동굴 속에 살며, 광선이 강하게 들어오는 서식처를 가질 경우에는 대개 조류와 공생관계를 갖는다. 조류의 색소를 표면세포층에 저장하기 때문에 조류가 보호장치의 구실을 한다. 어떤 해면동물의 체색은 공생자(共生者)의 수와 관계가 있어, 조류가 많은 곳은 색이 짙고 조류의 수가 감소하면 색이 밝아지며 심지어 하얗게 되기도 한다. 많은 해면이 단단한 표면에 부착하여 살지만, 일부는 부드러운 바닥이나 모래, 진흙 등에 있는 견고한 물체에 단단히 달라붙어 산다.

보통해면강의 호박해면류(clionid)는 연체동물의 껍질이나 산호 또는 석회성 물질에 구멍을 파는 성질이 있는데, 이것은 화학적·기계적 작용에 의한 굴착이다. 호박해면류는 석회석의 방파제나 산호초를 약화시켜 파도에 의해 쉽게 마모되게 한다.

해면동물은 주로 다른 생물의 주위나 위에서 자라며, 때로는 자신이 덮고 있는 다른 생물(예를 들면 고착성인 발라누스속[Balanus]의 따개비들)을 죽이기도 한다. 해면과 갑각류는 서로 이익을 주는 관계에 있는데, 일부 갑각류(주로 게)는 등 위에 해면동물을 부착하여 다니면서 옮겨주고, 위장(camouflage)에 이용한다. 코르크해면류[Suberites domumcula]와 집게의 상리공생은 익히 알려져 있다.

여러 동식물이 해면의 표면이나 도관(導管)과 강(腔)의 내부에 사는 일도 있다. 해면동물의 강 내에 사는 생물들로는 갑각류·다모류·거미불가사리류·이매패 등이 있으며, 이들 중에는 이를 은신처로 또는 음식물을 얻으려고 이용하는 것들이 있고 좀더 밀접한 관계를 가지는 것들로서 해면에 기생하거나 해면을 포식(捕食)하는 것들이 있다.

스퐁기콜라속(Spongicola)의 어린 새우들은 육방해면강의 해로동굴해면속의 위강 안에 쌍으로 들어가 사는데, 질긴 해면 골격 안에서 밖으로 나오지 못해 죽을 때까지 그 속에 있기 때문에 일본 사람들은 이를 부부의 신의 표시로 여긴다. 조류와의 공생에 있어서 조류는 광선 차단에 이용되거나 식량원으로 사용되며, 지지기능도 한다.

형태와 기능

해면동물은 뚜렷한 기관이 없다. 중요한 구조는 수관계로서 이것을 통해 물이 순환되면서 해면동물에 먹이를 가져다준다. 수류는 표면의 소공을 통해 안으로 흘러드는데 먹이는 금세포에 잡히고 물은 대공을 통해 밖으로 나간다. 수관계는 복잡한 정도에 따라 아스콘형, 시콘형(sycon), 관계가 분화된 류콘형으로 나뉜다.

해면동물은 조직이나 기관으로서가 아닌 세포수준에서 각각 특수기능을 수행하며, 이들은 유생시기와 성체시기 동안 형태와 기능이 쉽게 변형된다. 메커니즘은 불분명하지만 한 세포형이 다른 세포형으로 바뀌는 능력은 대단하다. 중요한 세포들로는 금세포·원시세포·편평세포·생골세포가 있다.

금세포에는 편모가 있으며, 편모는 세포질의 깃(collar)으로 둘러싸여 있다. 편모가 수류를 일으키고 깃이 먹이 입자를 잡는다. 원시세포는 변형세포(amoebocyte)라고도 하며, 세포질에 많은 양의 리보핵산(RNA)과 커다란 핵이 있다. 변형세포는 재생 기능 및 금세포에서 얻은 먹이 입자를 옮기는 기능을 한다. 또한 유성생식 과정에서 생식세포가 이 세포로부터 유도되는 것으로 가정되고 있다.

편평세포는 체표면이나 관 안쪽에 단층세포 층을 이루며, 방해를 받으면 체적을 감소시킨다. 생골세포는 중교에서 볼 수 있고 섬유를 분비하여 세포질 내에 망을 형성한다. 중교에는 다른 종류의 세포들도 들어 있는데, 그 가운데 골편모세포는 골격물질을 생산한다.

해면동물의 골격은 분류학적으로 상당히 중요하다. 그것은 광물성이거나 단백질 또는 해면질 등으로 이루어져 있다. 석회해면강의 특징인 석회성 골편은 일축형의 간상체, 삼축형의 삼방체, 사축형의 사방체 등이 있다. 보통해면강과 육방해면강에서 보이는 규질골편은 간상체·침상체·양첨체·전향삼차체·후향삼차체 등의 주대골편과 성상체·시그마체 등의 미소골편들이 다양하게 나타난다. 때로는 골편이 전혀 없는 해면동물도 있다.

기능면에서 해면동물은 물 속에 부유하는 먹이 입자를 금세포로 잡는 여과섭식자(filter-feeder)이다. 금세포로 들어온 먹이는 세포내 소화를 하며, 하루에 수ℓ나 들어오고 나가는 물은 금세포에 있는 편모의 지속적인 움직임으로 출입된다. 호흡기관은 없고 산소는 해면의 조직과 그 주변의 물 사이에 직접 교환·공급되며 배설은 대공과 해면의 표면을 통해 이루어진다.

해면동물은 항생 활성도가 있는 물질을 생성한다. 이외에 다양한 지방물질이 있는데, 클리오나스테롤(clionasterol)이나 포리페라스테롤(poriferasterol)은 해면동물에서만 볼 수 있다. 또한 수많은 카로티노이드 색소가 있으며, 공생하는 조류와 먹이로부터 유도되는 멜라닌·엽록소·피코에리트린도 있다. 해면동물에는 규소, 칼슘, 상당량의 금속 등이 축적되어 있다.

분류

개요

해면동물은 원시적인 수서 무척추동물로서 전해역에 걸쳐 약 5,000종이 있다. 이들은 조간대로부터 깊이 8,500m까지 분포하는 여과섭식동물이다. 많은 유형의 세포(여러 종류의 원시세포·편평세포·생골세포)가 있으며 수관계가 다양하다(아스콘형·시콘형·류콘형). 골격은 광물질, 해면질 또는 복합적인 구성물질로 되어 있거나 때로는 없다.

여러 형태의 골편이 있고, 유성생식과 무성생식(아구체 형성)이 모두 일어난다. 재생능력이 있으며 많은 독특한 화합물이 있다. 다른 종류의 많은 생물과 공생관계를 이룬다.

석회해면강

탄산칼슘으로 된 골편이 있으며, 단단한 항아리 모양이나 가는 관(管)들로 이루어진 느슨한 그물형 또는 불규칙한 덩어리 군체를 이룬다. 대개 크기가 작고 천해(淺海)로부터 수심 200m에 살며, 약 300종이 알려져 있다. 유생의 종류에 따라 칼키네아아강(─亞綱 Calcinea)과 칼카로네아아강(Calcaronea)의 2아강으로 나뉜다.

육방해면강

골격은 육방의 규질골편으로 구성되며 해면질은 없다. 모두 해산이며 수심 25~8,500m에 이르는 전해역의 깊은 바다에 산다. 주로 단단한 표면에 고정되어 있는데, 어떤 종은 부드러운 바닥의 침전물에 고착하여 산다. 해로동굴해면을 비롯한 500여 종이 알려져 있다.

보통해면강

1방 또는 4방으로 된 규산 골편이나 해면질섬유 또는 이들 둘 다를 갖춘 골격을 지니는데, 몇몇 원시적인 속에는 골격이 없다. 가장 풍부하고 널리 분포하는 해면군(群)으로 조간대로부터 수심 5,500m 정도까지의 바다에 분포한다. 민물해면과만 담수산이고 나머지는 모두 해산이며 지름이 수㎝인 것부터 2m에 이르기까지 크기가 다양하다.

많은 종이 데스마체(desma : 실리카가 보통의 골편 주위에 2차적으로 침전된 결과 발달) 골편을 가지며, 인접 데스마체와 서로 연결되어 돌같이 단단한 골격을 이루는 리티스티드(lithistid) 해면은 여러 목 가운데 독립적으로 진화된 부류이다.

골해면강

산호초와 연결된 동굴이나 굴에서 볼 수 있고 종수는 많지 않다. 다른 해면동물의 류콘형과 달리 규산골편과 해면질섬유뿐만 아니라 탄산칼슘으로 된 단단한 기초 골격을 갖는다. 수많은 대공(大孔)이 석회성 골격 덩어리 위로 나오고, 이들은 수렴하는 출수관들로 인해서 별과 같은 형태를 갖는다. 각질관해면목(角質管海綿目 Ceratoporellida)과 평상해면목(Tabulospongida)으로 나뉜다.

한국의 해면동물

한국의 해면동물에 관한 연구는 1936년 일본의 사토[佐藤]가 〈조선의 교육연구지〉에 1종(種)을 발표하고 1941년 가미타와 사토 두 사람이 〈인천 근해의 동물상〉에서 1종을 보고한 후 전혀 이루어지지 않다가 1966년부터 다시 해산 종의 연구가 시작되어 1968년 김훈수·노분조·심정자가 17종을 보고했다. 그뒤에도 여러 연구자들이 단편적으로 발표해온 결과 현재 해면동물은 모두 188종이 보고되어 있다. 이들을 하위 분류군으로 알아보면 석회해면강 9종, 육방해면강 3종, 보통해면강이 176종이며, 그 가운데 11종은 신종 모식종으로 보고되었다.

해면동물은 한국의 삼면 및 제주도 연안에 상당히 많이 분포하고 있는데, 아직 분류되지 않은 많은 해면동물의 분류학적인 연구가 시급하며, 개발로 인해 사라지는 종들에 대한 우선적인 분류와 연안의 해면동물이 갖고 있는 항생물질 등 생화학적 물질에 관한 분석이 필요하다.

한국의 삼면을 놓고 보면 황해는 해면동물의 종수가 가장 적고, 동해는 남해에 비해 종수가 많지 않다. 이들은 남해와 제주도에 많이 분포하는데, 특히 제주도에 188종 중 151종이 분포하여 전체의 약 80％를 차지한다.

해면동물상에 대한 연구는 수자원 개발에 기초 자료로 활용되고, 해산동물도감의 편찬에 자료로 쓰인다. 해면동물 가운데에는 몸 안에 독소를 갖고 있는 종이 많아, 외국의 경우 이 물질에 대한 분석을 통해 항생물질을 연구하고 있다. 한국의 경우에는 우선 동정·분류가 이루어져야 하고 그뒤에야 이들이 지니고 있는 물질들의 분석이 시도될 수 있을 것이다.