조개껍데기나 달팽이 껍데기를 보면 일정한 나선 모양으로 자라 있는데, 생물이 이런 규칙적인 형태를 만들어내는 원리는 무엇일까요?

조개껍데기나 달팽이 껍데기를 보면 일정한 나선 모양으로 자라 있는데, 생물이 이런 규칙적인 형태를 만들어내는 원리는 무엇일까요?

2개의 답변이 있어요!

  • 조개나 달팽이의 나선형 껍데기는 간단히 계속 분비되는 물질의 정말 단순한 축적 과정으로 만들어집니다.

    연체동물은 외투막 끝에서 탄산칼슘과 단백질을 계속 분비하는데, 기존 있던 껍데기를 바꾸거나 하지 않고 입구 가장자리에만 층을 덧붙이는 '부착 성장'을 합니다.

    그리고 분비를 할 때 외투막 한쪽의 성장 속도가 반대쪽보다 빠르면 자연스럽게 곡선이 생기게 되는데, 이 성장 속도의 불균형과 비틀림이 합쳐져 입체적인 3차원 나선 구조를 형성하는 것입니다.

    이렇게 만들어진 나선은 크기만 커지고 형태는 유지되는 로그 나선 형태를 띄게 되죠.

    또한 생물이 자라도 내부 집의 모양 비례가 변하지 않아 구조적 안정성이 유지됩니다.

    실제 복잡한 신경계 제어 없이 속도 차이만으로 구현 가능한 가장 효율적인 방식이기도 하고, 뼈를 다시 녹여 다시 만들 필요가 없기 때문에 에너지 소비도 최소화할 수 있습니다.

    결론적으로 수학적 계산에 의한 설계가 아니라 정말 단순한 물리학적, 생물학적 결과물인 것입니다.

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    채택된 답변
  • 안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

    조개나 달팽이 껍데기의 나선형은 껍데기나 한쪽 가장자리 에서 계속 분비, 성장하면서 크기만 일정한 비율로 커지기 때문입니다. 몸이 자라도 기본 형태를 유지하려면 새 껍데기가 기존 껍데기보다 조금씩 크게 추가되는데, 이 반복 성장으로 로그나선에 아까운 형태가 만들어집니다. 유전자와 성장속도, 껍데기 분비 위치가 함께 모양을 결정합니다.