[일반생물학실험]원생생물 관찰

실험 목적

원생생물의 동정 및 기재하는 법을 알고, 담수 생태계 내 원생생물 다양성을 이해하는 데에 있다.

실험 이론 및 원리

1. 실험 배경

생물계는 크게 원핵생물계, 원생생물계, 균계, 식물계, 동물계의 5대계로 이루어져 있다. 원생생물계의 정의로는 여러 가지 주장이 있지만, 현재는 단세포 또는 다세포의 진핵생물을 포함하여 Protoctista로 칭하는 주장이 일반적이다. 이 설에서는 ‘배 형성, 조직분화가 나타나지 않고 파동모가 있는 경우에는 미소관이9+2구조로 배열되는 진핵생물’이라고 정의하고 있다. 원생생물은 식세포 작용으로 먹이를 포획하거나, 체벽을 통해 주변 환경으로부터 유기양분을 흡수하기도 하며, 어떤 종류는 식물처럼 태양을 이용하여 광합성작용을 한다. 원생생물은 동물과 같은 원생동물, 식물과 같은 조류(algae)가 포함된다.

원생동물은 동물계에서 가장 간단한 구조를 가지고 있는 동물로 몸은 단세포이다. 군체를 형성하는 경우도 있으며 섬모, 편모, 위족으로 이동하며, 모양은 일정하거나 아메바처럼 변할 수 있다. 원생동물은 먹이를 집어넣는 세포구, 소화에 관여하는 식포, 배설이나 체내의 수분을 조절하는 수축포와 같은 특수화된 세포기관을 가지고 있다. 대부분 자유 생활을 하지만, 고착생활이나 공생, 기생하는 종류가 있다. 생식은 이분법에 의한 무성생식 또는 접합이나 배우자에 의한 유성생식이 있다.

종류에 따라 영양방식은 자가영양, 타가영양, 무생물성동물영양으로 나뉜다. 동물성 원생생물은 크게 동물성 편모충류, 육절충류, 포자충류, 섬모충류로 나눌 수 있다. 조류는 엽록소 a와 그 밖의 다른 광합성 색소를 가지고 광합성을 하지만, 독립적으로 영양을 얻을 수 없는 종류도 있다. 조류는 대부분 해양, 담수에서 살고 있으며, 단세포 또는 간단한 다세포로 이루어져 있다. 이들은 크게 6개 문으로 나뉜다. 즉 홍조식물문, 유글레나식물문, 황갈조식물문, 황적조식물문, 갈조식물문, 녹조식물문으로 나뉜다. 유글레나식물문, 황갈조식물문, 황적조식물문은 거의 대부분 단세포생물이고, 나머지 대부분 다세포생물이다.

그림 1 생물의 분류

원생생물의 분류학적 위치는 그림 1과 같다. 원핵생물과 원핵생물로 분류되는데, 분류기준은 핵막의 유무이다. 원핵생물은 핵막이 존재하지 않으며 원생생물의 대부분은 핵막이 존재한다. 원생생물계 위에는 식물계, 균계, 동물계로 나뉜다.

실험 이론 및 원리

1. 실험재료

1) 망목크기 20 ㎛ 의 플랑크톤 네트, 채수병, 스포이드, 슬라이드글라스

2) 커버글라스, 광학현미경, 여과지

실험 방법

1. 실험 과정

① 플랑크톤 네트를 이용하여 농축된 담수를 채수병에 담는다.

② 채수한 샘플을 스포이드를 이용하여 취한 후 슬라이드 글라스 위에 한 방울 떨어뜨린다.

③ 커버글라스를 조심스럽게 덮는다.

④ 채수가 많을 경우, 여과지를 이용하여 적절히 제거한다.

⑤ 광학현미경을 통해 관찰하며, 특징을 도해, 기재한다.

실험 결과

1. 결과 분석

그림 2 원생생물 관찰 1 (x400)

 

갈조식물문이다. 초승달 모양처럼 생겼고 안에는 층들이 세세하게 붙어있었다. 가운데에 가느다란 관처럼 생긴 것이 있었다.

 

그림 3 원생생물 관찰2 (x400)

녹조식물문에 속한다. 대나무같이 몸체에 마디마디가 있으며 안에는 엽록체가 나선모양으로 모여 있었다. 나선부분에 동그랗게 생긴 부분은 피레노이드이다. 피레노이드는 녹말의 형성과 저장에 관계가 있다.

그림 4 원생생물 관찰3 (x400)

원생동물문이다. 모양은 포도송이처럼 생겼다. 큰 포도송이처럼 생긴 것이 4개 붙어있었고 밑에 조그마한 것이 2개 붙어있었다. 회전운동 하면서 유영하고 있었다.

그림 5 원생생물 관찰 4(x400)

원생동물문이다. 몸 안에 엽록체가 있으며 뒤에 꼬리가 달려 있고 앞부분은 돌출 되어있었다.

토의 사항

1. 실험 고찰

본 실험에서 갈조식물문, 녹조식물문에 속하는 원생생물 한마리 그리고 원생동물문에 속하는 원생생물을 관찰했다. 이 원생생물들은 대학교에 있는 연못에서 채집했기 때문에 사는 환경은 비슷하다. 하지만 문 수준은 같아도 종 수준은 서로 달랐고, 생김새가 서로 다른 걸 통해 관찰한 원생생물들의 유전자는 서로 다르다는 것을 짐작할 수 있다. 이를 통해 원생생물은 다양하다고 결론을 냈다. 이를 확인하기 위해 서적을 찾아본 결과, 학술적으로 원생생물은 30800종이 있다. 따라서, 결론이 옳다는 것을 알 수 있었다. 

그림 2갈조식물문은 엽록소 a,c, 크산토필을 지니고 있고 그림 3 녹조식물문인 원생생물에서 엽록체를 관찰하였다. 그림 5원생동물문이면서 엽록체를 지니는 것도 있었고, 그림 4에서는 엽록체를 발견할 수 없었다. 이를 통해 원생생물은 독립영양방식이나 종속영양방식으로 나뉘어 진화했다는 것을 알 수 있다. 이 두 가지 영양방식으로 나뉘어 진화한 이유는 자랄 수 있는 환경이 제한되었기 때문이라 생각한다. 만약, 원생생물이 한 가지의 영양방식으로만 진화했으면 살아남기 위하여 경쟁을 했을 것이다. 서로 다른 영양방식으로 진화를 함으로써 서로간의 경쟁을 줄여 생존율을 높였을 거라 생각한다.

원생생물이 다양하게 존재함으로써 생태계는 안정된다. 이 얘기를 풀기 위해선, 먼저 생물다양성이 무엇인지 알아야 한다. 생물다양성이란, 수백만 여 종의 동식물, 미생물, 그들이 담고 있는 유전자, 그리고 그들의 환경을 구성하는 복잡하고 다양한 생태계 등 지구상의 모든 생명들의 풍요로움을 일컫는다. 생태계란, 생물이 포함되는 자연을 하나의 열린 시스템이라 보고 생물뿐만 아니라, 에너지와 물질을 포함하는 개념이다. 

생태계는 생물다양성이 보존될수록 안정하게 유지되고, 교란에 대한 내성이 강하다. 생물다양성이 높을수록 생물들은 서로 먹이그물로 복잡하게 얽히게 되어 생태계 전체의 물질 순환과 에너지 흐름을 안정하게 유지할 수 있다. 따라서, 원생생물의 다양성이 높을수록 생태계는 안정된다.

참고 문헌

1. 생명대과학사전, 아카데미서적, 강영희, 2008, p.212

2. 생물과학, 아카데미서적, 강신성, 2000, p.208-209

3. 한경공학개론, 동화기술, 이병학 외 4명, 2007, p.404

4. 생물다양성은 우리의 생명, 궁리, 최재천 외 4명, 2010, p.103-104