심해 열수구 주변에 사는 튜브워름이 입이나 위장 없이 생존이 가능하다고 합니다. 그 원리를 체내 공생 세균의 화학 합성으로 설명해 주세요.

Question

심해 열수구 주변에 사는 튜브워름이 입이나 위장 없이 생존이 가능하다고 합니다. 그 원리를 체내 공생 세균의 화학 합성으로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

심해 열수구에 사는 튜브웜은 성체가 되면 입, 위장, 항문 등 소화관이 완전히 퇴화해 사라지며, 대신 몸속 특수 장기인 영양체에 서식하는 황산화 화학합성 세균이 합성해 주는 영양분에 의존해 살아갑니다.

튜브웜의 머리에 달린 붉은 깃털 형태의 에라는 바닷속의 산소, 이산화탄소, 그리고 열수구에서 나오는 치명적인 독성 물질인 황화수소를 흡수합니다. 튜브웜 혈액 속의 거대한 특수 헤모글로빈은 황화수소 독성에 중독되지 않으면서 이 기체들을 결합해 영양체로 안전하게 수송하며, 영양체 조직 내부에 공생하는 세균들은 튜브웜의 혈관에 의해 황화수소, 산소, 이산화탄소를 공급받습니다. 햇빛이 전혀 들지 않는 심해에서 세균은 태양광 대신 황화수소를 산소로 산화시킬 때 방출되는 화학 에너지를 이용해 이산화탄소를 유기물로 전환합니다.

세균이 만든 탄수화물, 아미노산 등 유기물은 튜브웜의 혈류로 직접 방출되어 전신 세포로 공급되고, 튜브웜은 세균에게 거주지와 원료 기체를 제공하여 완벽한 상리공생을 이룹니다.