2편. 바닷속 형광 유영자, 고사머벌레의 비밀: Tomopteris의 몸속은 어떻게 생겼을까?

바닷속 형광 유영자, 고사머벌레의 비밀: Tomopteris의 몸속은 어떻게 생겼을까?

고사머벌레(gossamer worm)로도 알려진 바다무지개벌레(Tomopteris spp.)는

그 독특한 형광 유영으로 학계의 주목을 받는 환형동물이다.

2편에서는 이 생물의 몸 구조, 형광 기관의 위치, 유영에 적합한 해부학적 특징 등을

전문가의 시선으로 쉽게 풀어낸다.

놀라운 구조를 통해 이 생물이 어떻게 심해에서 생존하고, 또 어떤 생체 원리가 숨겨져 있는지 알아본다.

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바다무지개벌레(Tomopteris spp.)는 해외에선 고사머벌레(gossamer worm)라고도 불린다.
고사머라는 단어는 '얇고 투명한 직물'을 뜻하는데,
이 생물의 외형이 딱 그렇다.
빛을 머금은 듯한 투명한 몸이 바닷속을 유영하는 장면은,
정말 한 편의 과학 다큐처럼 아름답다.

이번 편에서는 이 벌레의 '몸 구조'에 집중해 본다.
도대체 이 생물은 어떤 구조로 움직이고,
왜 형광을 내는 걸까?

 

고사머벌레(gossamer worm)

몸통과 지느러미

바다무지개벌레의 몸은 세로로 길게 늘어져 있고,
양옆에는 깃털처럼 생긴 지느러미(parapodia)가 규칙적으로 달려 있다.
이 지느러미는 마치 수영장 물살을 가르듯,
물속에서 좌우로 부드럽게 흔들리며 추진력을 만들어낸다.

 

특이한 점은,
이 지느러미 하나하나가 신경과 혈관, 근육으로 구성되어 있다는 것이다.
즉, 단순히 '붙어있는 날개'가 아니라, 실제로 조절 가능한 유영 장치라는 뜻이다.

몸을 감싸는 피부는 반투명하고 얇다.
그래서 이 생물의 내부 장기나 신경 선들이 바깥에서도 은근히 보인다.

형광이 나오는 위치

이 생물의 진짜 신비는,
몸통에서 발산되는 형광에 있다.

특히 노란 형광을 낸다는 점은 생물학적으로 매우 드물다.
대부분의 해양 생물은 청록색이나 푸른 계열의 형광을 내기 때문이다.

 

그렇다면 이 형광은 어디서 나올까?

실제로 관찰된 기록에 따르면,
형광은 주로 몸통 중앙에서 약간 후방에 위치한 점 모양의 기관에서 뿜어져 나온다.
이 기관은 빛에 반응하거나 자극에 따라 활성화되며,
일종의 생체 형광 분비선으로 추정된다.

 

하지만 아직까지 이 구조의 정확한 생리 기능은 밝혀지지 않았다.
단순한 시각적 효과인지,
신호 전달 목적인지,
혹은 외부로부터의 보호 수단인지—학계에서도 논의 중이다.

신경과 반응 속도

바다무지개벌레는 단순히 ‘예쁜 벌레’가 아니다.
이 생물은 신경 구조가 꽤 정교하게 발달되어 있다.

물의 흐름 변화나 미세한 진동에 대해
즉각적으로 반응하며 유영 방향을 바꿀 수 있다.

이건 생존에 매우 중요한 기능이다.
특히 빛이 거의 없는 수심대에서는
눈보다 촉각과 감각 신경이 생존의 열쇠가 되기 때문이다.

이 생물의 구조는 왜 특별할까?

다른 환형동물들은 보통 땅속이나 바다 바닥에서 기어 다니는 형태로 진화했다.
하지만 Tomopteris는 예외적으로 중간 수심에서의 유영을 위해 구조화되어 있다.

• 몸은 가볍고 유선형이며
• 지느러미는 부드럽고 넓게 퍼지며
• 형광 기관은 커뮤니케이션 또는 위장을 위해 존재할 가능성이 있다.

한 마디로 말하면,
수영하기 위해 태어난 벌레라고 할 수 있다.

미래의 연구 방향

형광을 만들어내는 생체 단백질이
유전자 단위로 분석될 수 있다면,
이 생물은 향후 생명공학이나 의학 영상 분야에도 응용될 수 있다.

예를 들어,
형광 단백질을 이용한 종양 추적 기술,
신경망 시각화 실험 등이 그 예다.

실제로 이 생물을 활용한 형광 단백질 연구는
초기 단계이긴 하지만
생체발광 단백질(GFP, YFP 등) 연구의 확장선으로 간주되고 있다.

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• 바다무지개벌레(Tomopteris)는 고사머벌레라고도 불린다.
• 몸 양옆의 지느러미로 부드럽게 유영한다.
• 형광 기관은 몸통 중앙~후방에 위치해 있으며,
  드물게 노란색 형광을 발산한다.
• 반응 속도와 신경 반응이 뛰어나며,
  수심 수백 미터의 어두운 환경에서 살아간다.
• 미래에는 생명공학적 응용 가능성도 기대된다.