무척추동물

(왼쪽 상단부터 시계 방향으로) 자포동물인 해파리, 절지동물인 노랑초파리, 연체동물인 갑오징어, 환형동물인 히루도 메디키날리스

무척추동물(無脊椎動物, invertebrate) 또는 민등뼈동물은 척삭에서 파생되는 척추를 가지고 있지 않거나 척추를 형성하지 않는 동물을 총칭하는 말이다. 이는 척삭동물의 아문인 척추동물을 제외한 모든 동물을 포함한다. 약 130만 개의 종이 있으며 많은 종이 멸종 위기에 처해있다.

개요

무척추동물은 척추가 없는 동물을 일컫는 말로 동물계 척삭동물문 척추동물아문을 제외한 모든 동물을 총칭한다. 18세기까지만 하더라도 린네(C. Linne)의 동물 분류는 포유류, 조류, 양서류, 어류, 곤충류, 연충류의 여섯 가지의 분류군으로 나누어져 있었다. 이중 곤충류와 연충류 두 가지가 무척추동물에 해당하는데 라마르크가 처음으로 척추가 없는 동물을 총칭하여 무척추동물이라는 용어를 사용하였다. 무척추동물은 전체 동물종의 97%를 차지하고 있으며 척추동물(어류, 파충류, 양서류, 조류, 포유류)을 제외한 모든 동물군이 여기에 속한다. 라마르크는 이를 곤충류와 연충류(vermes: 연형동물)로 나누었으나 오늘날에는 매우 단순한 동물인 해면동물문(porifera)에서 절지동물문(arthropod: 곤충, 거미 등)이나 연체동물문(mollusk: 조개, 소라, 오징어 등)의 복잡한 동물에 이르기까지 30개가 넘는 문(phyla)으로 나눈다. 무척추동물은 특정 동물군을 제외한 나머지 분류군을 묶은 것으로 계통분류학적으로는 측계통군(paraphyletic group)에 속한다. 따라서 이들의 크기와 생김새는 매우 다양하고 다른 특징으로 설명하기 곤란한 경우가 많다. 흔한 무척추동물의 예로 절지동물(곤충, 거미류, 갑각류, 다지류), 연체동물(딱지조개, 달팽이, 이매패류, 오징어, 문어), 환형동물(지렁이 및 거머리), 자포동물(히드라, 해파리, 말미잘, 산호)들이 있다. 상당수의 무척추동물 분류군은 척추동물 아문 전체보다 종의 수가 더 많고 다양하다. 무척추동물의 크기는 50μm 윤형동물부터 9-10m 남극하트지느러미오징어 등으로 종마다 크게 상이하다. 무척추동물 중 일부인 피낭동물과 두삭동물은 다른 무척추동물보다 척추동물에 더 가깝다. 이에 따라 무척추동물은 측계통군이 되므로, 분류 체계로서 큰 의미가 없는 분류이다.

어원

무척추동물의 영단어인 "invertabrate"는 일반적으로 관절, 어떨때는 척추동물의 척추에서 나오는 관절을 뜻하는 라틴 단어인 vertebra에서 유래된다. vertebra의 관절과 관련된 뜻은 라틴어 단어인 "돌리다"라는 뜻을 가진 어근인 "verto/vorto"에서 유래된다. 접두사인 in-은 "틀리다" 혹은 "없다"를 뜻한다.

특징

모든 무척추동물의 공통적인 특징은 척추가 없다는 점이다. 이는 무척추동물과 척추동물에 큰 차이점이 된다. 하지만 이는 생물학적인 상동성이 없는 단순 편의를 위한 구분이다. 즉, 모든 곤충, 새, 박쥐가 전부 날개가 있다는 사실과 모든 거북이, 달팽이, 해면동물이 날개가 없다는 주장이랑 비슷하다. 동물이기 때문에 무척추동물은 종속영양생물이며, 생명을 지속하기 위해 다른 생명체를 먹어야 한다. 해면동물 등 몇가지의 예외를 제외하면, 무척추동물은 차별화된 성체 조직으로 만들어진 몸을 가지고 있다. 대부분 1-2개의 외부와 연결된 구멍이 있는 소화기관이 있다.

무척추동물의 출현

단세포성 생물이 출현한 후 상당히 오랜 시간 후에야 다세포성 생물이 출현하였다. 단세포성 진핵생물의 가장 오래된 화석기록은 18~19억 년 전이지만, 다세포성 동물의 가장 오래된 화석인 에디아카라 동물상은 6억 3천 5백만 년 전~5억 4천 3백만 년 전 사이에 형성되었다. 에디아카라 동물은 패각, 뼈 또는 단단한 부분을 갖지 않았으며 현생 생물과의 연관성은 뚜렷하지 않다. 가장 많이 연구된 무척추동물의 화석은 1909년 최초로 발견된 캐나다 브리티시컬럼비아의 버제스 혈암층에서 나온 화석들이다. 이 화석은 캄브리아기 초기인 5억2천5백만 년 전 형성되었고 체설계 측면에서 현생생물과의 명확하게 드러나 있다. 최근에는 중국을 비롯한 세계 여러 곳에서 유사한 화석들이 발견되고 있다. 캄브리아기 초기 이와 같은 복잡한 구조의 동물들이 급격하게 다양화한 사건을 캄브리아 대폭발(Cambrian explosion)이라고 한다. 이 시기의 화석에는 거의 모든 주요 동물문이 존재하였다.

분류 체계에서의 중요성

"무척추동물"이라는 분류는 절지동물, 척추동물, 천산갑과 같이 정확히 분류군을 표현하지 못하기 때문에 비전문가들 사이에서는 뜻이 일정하지 않다. 절지동물, 척추동물, 천산갑가 같은 분류들은 문, 아문, 과 등을 보여주는 타당한 근거를 가진 분류군들이다. 이에 반해 "무척추동물"의 분류는 척삭동물문 내에서를 제외하면 생물학에서의 영향력이 매우 한정되어 있으므로 정확한 분류군이 아니며 편의성만 갖춘 표현이다. 척추동물의 아문도 후생동물 중 극히 일부를 차지하므로 동물계를 "무척추동물"과 "척추동물"로 분류하기에는 무리가 있다. 동물계와 같이 더 공식적인 분류체계에서는 분류도를 만들 때 척추의 유무보다 척삭의 유무 등이 먼저 고려되어야 한다. 척삭의 유무로는 최소한 척삭동물을 분류할 수 있을 것이다. 하지만 척삭의 유무도 발생학적 발달 과정과 대칭, 또는 바우플란에 비교하면 덜 중요한 기준이다.

하지만 척추동물을 제외한 모든 동물을 포함하는 무척추동물의 비정확성에도 불구하고, "무척추동물"이라는 분류군의 개념의 사용은 일반인들 사이에서 수 세기간 지속되어 왔다. 현대의 동물학계에서도 편의성을 위하여 척추동물이 아닌 동물을 설명하기 위해 사용 중이다. 아래의 설명은 무척추동물과 무척추동물을 차지하는 동물의 과거의 과학적 논리를 보여준다. 이 논리에 따르면 무척추동물은 외부적으로나 내부적으로나 뼈로 이루어진 뼈대를 가지고 있지 않고, 상당히 다양한 체제(body plan)를 가지고 있다. 상당수는 지렁이나 해파리처럼 액체로 충만된 정수학적 골격을 가지고 있거나 갑각류나 곤충처럼 단단한 외골격을 가지고 있을 수 있다. 가장 잘 알려진 무척추동물로서 원생동물, 해면동물, 강장동물, 편형동물, 선형동물, 환형동물, 극피동물, 연체동물, 절지동물 등이 있다. 절지동물은 곤충, 갑각류, 거미강을 포함한다.

연구에 이용

생태학의 경우, 실제로 만나게 되는 동물들은 거의 다가 무척추동물이며 척추동물은 오히려 비교적 찾아보기 힘들다. 척추동물의 경우 보통 그 크기가 크기도 하고 고등한 동물이다보니 그 수도 적어서 그렇다. 따라서 무척추동물을 연구하는 논문이나 혹은 무척추동물을 이용해서 해당 생태계가 얼마나 건강한지, 혹은 어떤 유형의 생태계인지 연구하는 논문을 쉽게 찾아볼 수 있다.

해양 생태계의 경우, 바닥에 사는 저서생물(底棲生物 benthos)을 지역 생태계를 평가하는 자료로 이용한다. 해양 척추동물은 대표적으로 어류 및 해양 포유류인데, 이 종류는 환경이 안 좋아지면 다른 곳으로 이동해버려 평가하는 데 어려움이 있다. 반면 저서성 무척추동물은 이동성이 거의 없거나 아예 없어서 지역 환경 변화에 그대로 노출되어 생태계 지표로 이용할 수 있다.

하천에서는 플랑크톤의 종류나 양을 연구하여 하천생태계의 건전성을 평가하기도 한다. 토양이나 산림에서는 무척추동물을 연구하는 것이 군집구조 등을 이해하는 데에 도움이 된다.

분자생물학, 유전학, 세포생물학과 같은 생물학의 다른 분야에서도 무척추동물을 주로 이용한다. 연구에 쓰이는 생물들을 모델 생물이라고 부르는데 척추동물에 비해 무척추동물들이 대체로 단순하다보니 경제적인 이유나 연구의 편의를 위해 무척추동물을 선택하게 된다. 대표적인 예시로는 초파리, 예쁜꼬마선충 등을 들 수 있으며 이들은 각각 그 특징에 따라 용도와 역할이 다르다.

투구게의 피는 세균을 확인하기 위한 시험약을 만드는 데 사용된다. 투구게는 현대 동물들의 면역 시스템이 생기기 이전에 탄생한 동물이라 면역 체계가 매우 단순하기 때문에 세균이나 바이러스에 오염되었을 경우 그 주변의 피가 응고되어버린다. 이러한 성질을 이용하여 무균장비 등의 혹시 모를 세균을 확인 하는 일 등 여러 가지 용도로 쓰인다.

분류

무척추동물이라고 하는 명칭은 프랑스 자연사박물관에 있었던 라마르크(Jean-Baptiste Lamarck)가 1793년 곤충류(Insecta)와 연충류(Vermes)를 함께 지칭하는 용어로서 최초로 사용하였다. 현재 무척추동물은 척추동물이 속해있는 척삭동물문을 비롯해 약 31개의 모든 동물 문을 포함한다.

• 원생동물문(原生動物, Protozoa)
• 해면동물문(海綿動物, Porifera)
• 강장동물문(腔腸動物, Coelenterata)
• 유즐동물문(有櫛動物, Ctenopora)
• 편형동물문(扁形動物, Platyhelminthes)
• 중생동물문(中生動物, Mesozoa)
• 유형동물문(紐形動物, Nemertinea)
• 악구동물문(顎口動物, Gnathostomulida)
• 윤형동물문(輪形動物, Rotifera)
• 복모동물문(腹毛動物, Gastrotricha)
• 동문동물문(動吻動物, Kinorhyncha)
• 선형동물문(線形動物, Nematoda)
• 유선형동물문(類線形動物, Nematomorpha)
• 구두동물문(鉤頭動物, spiny-headed worm)
• 곡형동물문(曲形動物, Kamptozoa)
• 추형동물문(箒形動物, Phoronida)
• 태형동물문(苔形動物, Bryozoa)
• 완족동물문(腕足動物, Brachiopoda)
• 성구동물문(星口動物, Sipunculida)
• 새예동물문(鰓曳動物, Priapulida)
• 연체동물문(軟體動物, Mollusca)
• 의충동물문(螠蟲動物, Echiura)
• 환형동물문(環形動物, Annelida)
• 오구동물문(五口動物, Pentastomida)
• 완보동물문(緩步動物, Tardigrada)
• 유조동물문(有爪動物, Onychophora)
• 절지동물문(節肢動物, Arthropoda)
• 모악동물문(毛顎動物, Chaetognatha)
• 유수동물문(有鬚動物, Pogonophora)
• 반색동물문(半索動物, Hemichordata)
• 극피동물문(棘皮動物, Echinodermata)

참고자료

• 〈무척추동물〉, 《위키백과》
• 〈무척추동물〉, 《나무위키》
• 〈무척추동물(두산백과)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈무척추동물(동물학백과)〉, 《네이버 지식백과》

같이 보기

• 척추
• 동물
• 척추동물
• 포유류
• 조류
• 양서류
• 어류
• 곤충류
• 연충류
• 절지동물
• 연체동물
• 환형동물

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