해면은 뇌도 없는데 어떻게 물속 미생물만 골라서 걸러 먹나요?

Question

해면동물이 신경계 없이도 물을 여과해서 먹이를 얻는다고 배우는데, 이런 단순한 생물이 어떻게 효율적인 여과섭식을 할 수 있는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 해면동물은 뇌나 신경계가 없지만, 몸 전체에 발달한 독특한 여과 구조와 세포의 협동 작용을 통해 물속의 미생물을 효율적으로 걸러 먹습니다. 핵심은 물을 움직이는 세포와 먹이를 붙잡아 소화하는 세포가 각각 역할을 수행한다는 것입니다.

해면동물의 몸에는 수많은 작은 구멍과 내부 통로가 있으며, 물은 이 구멍을 통해 들어와 내부 공간을 지나 출수공으로 빠져나가는데요, 이때 물의 흐름을 만드는 주역은 깃세포입니다. 깃세포에는 채찍처럼 움직이는 편모와 그 주변을 둘러싼 가느다란 깃털 모양의 구조가 있습니다. 편모가 계속 움직이면 물이 몸속으로 흘러 들어오고, 깃털 모양의 구조는 물속에 떠다니는 세균이나 작은 유기물 입자를 붙잡는 데 도움을 줍니다.

해면동물이 먹이가 되는 미생물을 골라내는 것은, 해면동물은 뇌의 판단에 따라 먹이를 선택하는 것이 아니라, 세포의 물리적·화학적 특성을 이용해 먹이를 포획합니다. 깃세포의 구조는 특정 크기의 입자를 붙잡는 데 유리하며, 포획된 입자는 세포 안으로 들어가 소화됩니다. 또한 해면동물의 몸속에는 아메바처럼 모양을 바꾸며 이동하는 변형세포가 있어 영양분을 운반하고, 일부 먹이 입자를 포획하거나 처리하는 데 관여합니다. 먹이로 이용할 수 있는 입자의 종류와 크기는 해면의 종과 세포의 특성에 따라 달라집니다. 따라서 모든 미생물을 정확하게 구별해 먹는 것은 아닙니다.

이러한 여과섭식이 효율적인 이유는 몸 전체가 하나의 여과 장치처럼 작동하기 때문인데요, 해면동물은 수많은 깃세포를 이용해 지속적으로 물을 순환시키며, 넓은 내부 표면에서 먹이를 포획합니다. 신경계가 없어도 각 세포가 자신의 기능을 수행하고 서로 협력하면 복잡한 생명 활동을 유지할 수 있는 것입니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

해면은 뇌나 신경계가 없어도 동정세포의 편모를 움직여 몸속으로 물을 끌어들입니다. 동정세포의 미세한 구조가 물속 세균 플랑크톤 유기입자를 붙잡고 세포가 이를 섭취해 영양분으로 이용합니다. 즉 먹이를 판단해 고른다기보다 세포 구조와 물의 흐름을 이용한 효율적인 여과 섭식입니다.

Answer 3

안녕하세요, 14살꿈많던아이님. 이중철 전문가입니다.

먼저, 해면동물은 뇌와 신경계가 없지만, 깃세포의 편모 운동으로 일정한 수류를 형성하고 크기별로 정교하게 배열된 세포 여과망과 점액질을 이용해 미세한 유기물만 선택적으로 걸러내어 섭취합니다.

■ 깃세포의 편모 운동과 일방향 수류 형성

해면동물의 몸은 미세한 유입구인 소공과 출구인 대공, 그리고 내부의 체강으로 이어져 있습니다. 체강 안쪽에는 깃세포라는 특수한 세포들이 빽빽하게 자리 잡고 있는데요. 깃세포의 편모가 나선형으로 회전하며 물을 대공 쪽으로 밀어내면 몸 안의 압력이 낮아집니다. 이 압력 차이로 인해 외부 바닷물이 소공을 통해 계속 빨려 들어오는 일방향 수류가 만들어집니다. 해면동물은 이 흐름 덕분에 제자리에 고정된 상태에서도 막대한 양의 물을 통과시키며 먹이를 공급받는답니다.

■ 다단계 크기 여과와 미세융모의 점액 흡착

먹이 선별은 물리적 크기 차단과 점액 흡착의 다단계 과정을 거칩니다. 외벽의 소공은 모래알이나 거친 부유물 같은 큰 입자를 일차적으로 걸러내어 내부 유입을 막는데요. 통과한 미세 물질은 깃세포 목 부위에 촘촘히 둘러쳐진 미세융모 그물망에 도달합니다. 융모 사이의 틈은 0.1에서 1마이크로미터 수준으로 매우 좁고 끈적한 점액이 덮여 있어 박테리아와 미세 플랑크톤만 덫처럼 달라붙습니다. 포획된 먹이는 깃세포의 식작용으로 흡수된 뒤 변형세포로 전달되어 세포 내 소화를 거쳐 온몸으로 전달된답니다.

정리하자면,

해면동물은 뇌가 없더라도 깃세포의 편모가 만든 지속적인 수류 순환과 소공에서 미세융모로 이어지는 정밀한 크기별 여과망, 그리고 점액 흡착과 세포 내 소화 메커니즘을 유기적으로 결합하여 물속 미생물을 효율적으로 걸러 먹습니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉

Answer 4

해면은 뇌나 신경계 대신 3단계 세포 필터와 물길 구조로 먹이를 선별합니다.

해면은 미생물을 생각해서 골라내는 것이 아니라, 물이 통과하는 길목마다 배치된 세포의 간격으로 자동 선별합니다.

먼저 표면의 미세한 구멍이 큰 모래나 이물질을 1차로 막아냅니다.

그리고 관 내벽 세포들이 5~50um 크기의 중간 유기물 입자를 삼킵니다.

마지막으로 핵심 기관인 동정세포가 0.1~5um의 미세 미생물을 완벽히 걸러냅니다.

이 과정에서 동정세포는 해면 여과섭식의 핵심 메커니즘을 수행합니다.

동정세포의 편모가 일정하게 회전하며 수중의 물을 끊임없이 끌어당기고, 편모 뿌리 부분을 둘러싼 깃의 미세사가 물은 통과시키고 박테리아만 걸러내서 여기서 걸러진 미생물은 동정세포와 변형세포가 포식하여 몸 전체로 영양을 보냅니다.