가장 큰 단위포 생물은 무엇일까? - 머리 갠스 ( Murry Gans)

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코끼리는 엄청난 크기를 가진 생물이지만, 코끼리의 거대함은 1,000조 이상의
미세한 세포들 덕분입니다. 그리고 엄청나게 작은 생물들로는 수백만의 단세포 종들이 있습니다. 그러나 우리는 대부분 맨 눈으로 볼 수 없습니다. 왜 그럴까요? 왜 단세포의 코끼리나, 파란 고래나, 갈색 곰들이 없을까요? 머리 갠스가 설명합니다.

강연자 - 머리 갠스, 애니메이션 - 제댐 미디어

코끼리는 엄청난 크기를 가진 생물이지만

코끼리의 거대함은 1,000조 이상의
미세한 세포들 덕분입니다.

그리고 엄청나게 작은 생물들로는

수백만의 단세포 종들이 있습니다.

그러나 우리는 대부분
맨 눈으로 볼 수 없습니다.

왜 그럴까요?

왜 단세포의 코끼리나

파란 고래나

갈색 곰이 없을까요?

답을 찾기 위해서는 세포의
소화관을 들여다보아야 합니다.

이 곳은 대부분의 세포의 기능들이
일어나는 공간입니다.

세포의 안과 밖으로 통하는

통로의 역할을 하는 세포막에
둘러싸여 있죠.

세포가 소비해야 하는 어떤 자원들이나

축출해야 하는 노폐물들은

먼저 세포막을 통과해야 합니다.

하지만 이 과정에는
생물학적인 특이점이 있습니다.

세포의 표면과 부피는
다른 비율로 증가합니다.

세포들은 다양한 모양으로 나타나지만

계산을 쉽게 하기 위해
그들이 정육면체라고 상상해봅시다.

정육면체는 여섯 면을 가지죠.

이것들은 세포막을 나타내고
겉넓이를 구성합니다.

정육면체의 각 변은 1마이크로미터

1미터의 100만분의 1이고

총 표면적은
6평방마이크로미터가 됩니다.

정육면체의 부피는
1입방마이크로미터가 되죠.

이는 6단위의 표면적이

1단위의 부피에 해당하는

6대1의 비율임을 의미합니다.

그러나 정육면체가 열 배
커지면 상황이 급격하게 변합니다.

한 변이 10마이크로미터가 되죠.

이 세포의 표면적은
600평방마이크로미터가 되고

부피는 1,000입방마이크로미터가 되며

그 비율은 0.6대 1입니다.

이는 단위 부피 당
단위 표면적의 비율보다 작습니다.

정육면체가 커질수록 부피는 표면적보다
훨씬 빨리 증가합니다.

그 내부는 세포막을 따라잡게 되고

물질들이 세포 내외로 이동하기 힘들
정도로 좁은 공간만이 남게 됩니다.

거대한 세포는 노폐물로 가득차게 되어
결국 죽고 분해됩니다.

작은 세포들을 다중으로 가질 때
장점은 더 있습니다.

만약에 세포 하나가 찢어지거나, 감염
또는 파괴되어도 큰 문제가 아닙니다.

자, 몇몇의 유난히 큰 세포들은

시스템을 속이도록 되어있습니다.

마치 몸에서 가장 긴 세포인

척추의 맨 아래 부분부터
발끝까지 뻗어있는 뉴런처럼요.

그 길이를 보완하기 위해서
그것은 엄청 가늘며

직경은 단지
몇 마이크로미터에 불과합니다.

또 다른 예는 소장에 있는 융털구조가

작은 손가락만하게 접어지는 것에서
볼 수 있습니다.

각각의 융털은 크게 휜
세포들로 만들어졌습니다.

세포들은 표면적을 넓히기 위해
미세융모라는 작은 돌출부를 가집니다.

하지만 단위 세포 생물은 어떨까요?

30cm까지 길어질 수 있는
녹조류 콜러파 택시폴리아는

세계에서 가장 큰
단위 세포 생물로 여겨집니다.

이 생물의 독특한
생물학적 특징 덕분이죠.

이 녹조류의 표면적은
엽록체 구조에 의해 증가합니다.

자신의 식품 분자를 모으기 위해
광합성을 사용하고

다핵체입니다.

다중핵을 가진 단일 세포라는 뜻입니다.

세포분열을 하지 않는
다세포 생물처럼 만들면서 말이죠.

하지만 심지어 가장 큰 단세포 생물도
한계를 가집니다.

그리고 어떤 것도 코끼리나 고래,
곰만큼 커질 수는 없습니다.

하지만 수조 개의 미세 세포들이
거대한 생명체 안에 존재합니다.

지구의 거대 동물들을 위해

그들의 자그마함에
완벽히 적합한 채 말입니다.