위키원
고치
고치(繭, Cocoon)는 곤충의 애벌레가 번데기가 되면서 자신의 분비물로 만드는 껍질을 말한다. 일반적으로 고치는 주로 나방과 곤충에 의해 만들어지는데 이를 가공하여 견직물(絹織物)로 만들기도 한다.[1]
개요
고치는 동물의 알, 유충, 번데기 또는 활동정지단계의 동물을 싸서 보호하는 덮개이다. 완전변태를 하는 곤충의 유충이 번데기로 변할 때 자신의 분비물로 만든 껍데기 모양 또는 자루 모양의 집으로서, 이것은 외적(外敵) 및 외부로부터 번데기를 보호하려는 목적으로 만들어진다. 모양과 구조가 다양한데, 실샘에서 낸 실로 만들거나, 특유한 분비물로 만든다. 이런 행동을 하는 내시상목 곤충으로는 나비목 나방아목 곤충 모두와 날도래목 곤충 전부, 그리고 벌목과 풀잠자리목 등이다. 딱정벌레는 고치를 만들지 않는다. 파리목 곤충도 마찬가지이다. 모양은 각 동물군에 따라 여러 가지이고 재료도 점액(지렁이), 견사(애벌레, 거미) 등 다양하며 표면에 똥이나 토사, 고엽, 유충의 몸에서 떨어져 나온 털 등을 붙이는 것도 있다. 곤충의 견사도 여러가지가 있어서 누에, 산누에나방, 뽕나무자나방 등의 고치는 실샘에서 낸 실만으로 만들어지고 뒤영벌 등의 것도 마찬가지이지만, 딱정벌레의 바구미류의 어떤 고치는 말피기관 분비물(오줌)로 만들어진다. 밤나방, 박각시 등의 일부 나방 종들은 실과 낙엽을 엮어서 만든 불완전한 형태의 고치를 만들어 용화한다. 서브컬쳐계에서는 파워 업이나 변신의 목적으로 쓰이는 경우가 많다.[2]
특징
완전변태를 하는 곤충의 유충이 번데기로 변할 때 자신의 분비물로 만든 껍데기 모양 또는 자루 모양의 집이다. 이것은 외적(外敵) 및 외부로부터 번데기를 보호하려는 목적으로 만들어진다. 모양과 구조가 다양하다.
유충은 그 속에서 번데기가 된다. 나방, 파리, 벌, 깍지벌레의 일부나 벼룩에서도 볼 수 있다. 모양과 구조는 여러 가지가 있으나, 어느 것이나 외적(外敵) 및 외부로부터 번데기를 보호하려는 것으로 생각된다.
땅속으로 들어가 번데기가 되는 것 중에는 같은 목적을 가지고 역시 분비물로 주위의 모래, 흙 등을 굳혀서 방을 만드는 것도 많으나, 이들은 고치라고 하지 않는다. 집누에, 산누에, 뽕나무자나방 등의 고치는 실샘(絹絲腺)에서 낸 실만으로 만들어지고, 뒤영벌 등의 것도 마찬가지이지만, 딱정벌레의 바구미류의 어떤 고치는 말피기관 분비물로 만들어진다.
잎벌 등의 고치는 양피지상(羊皮紙狀)으로 얇으나 쐐기나방의 고치는 두껍고 단단해서 마치 새알과 같다. 또한 견사(絹絲)의 고치라도 어스렝이나방의 것과 같이 망롱상(網籠狀)의 것도 있다. 그밖에 나뭇잎을 견사의 망으로 얽어 만든 것, 견사와 견사 아닌 재료의 세편(細片) 또는 낱알 등을 섞어 만든 것, 밤나방의 어떤 종류처럼 재료를 씹어서 분비물로 굳힌 것 등 그 종류가 다양하다.
좁은 의미로 고치라고 말할 때는 생사(生絲)의 원료가 되는 누에고치를 말하나, 품종에 따라 차이가 있다. 모양에 있어서도 둥근 것·타원형·방추형 등이 있고, 빛깔도 백색·황색·홍색·연주황색 등이며, 또한 크기가 작은 것, 두께 구조의 조밀(稠密), 표면의 상태 등이 서로 다르다. 때로는 2마리 이상이 1개의 고치 속에 들어 있는 쌍고치(玉繭)도 있다. 1ℓ 중에 들어갈 수 있는 고치의 수는 재래종은 200일 이상이나 실용품종은 100일 이하가 많으며, 실을 뽑으려면 형질이 같은 것이 바람직하다. 번데기 및 탈피껍데기를 합친 무게를 고치무게, 고치층무게의 고치무게에 대한 백분율을 고치층비율이라 한다. 1개의 고치에서 1,200~1,500m의 실이 나오며, 굵기는 생사와 마찬가지로 450m의 실이 0.05g일 때 1D(데니어)라고 한다. 일정량의 고치에서 얻어지는 생사량을 생사비율(현재 18~19%)이라 하고, 여기에 생사 1관을 뽑는 데 필요한 고치의 값을 곱하여 고치값이 정해진다.
구조
생성
완전 변태(complete metamorphosis)를 하는 곤충들이 고치를 만들 수 있다. 고치는 천연 단백질 섬유로 주성분은 피브로인(fibroin)이다. 애벌레(caterpillar)가 번데기로 변태하는 과정에서 피브로인을 합성하여 섬유의 형태로 가늘고 길게 분비하여 고치를 만드는데, 직경은 수십 마이크로미터에 불과 하나, 길이는 수백 미터에 이른다. 실과 같은 피브로인이 여러 겹으로 짜여 고치를 이루는데 얇은 것과 두꺼운 것, 타원형이나 불규칙한 형태, 흰색에서 갈색 등 매우 다양한 형질을 보인다.
실크(silk)
고치를 이루고 있는 단백질 섬유를 실크라고 한다. 여러 가지 종류의 고치에서 얻어지는 실크 중에는 실로 만들어 천으로 직조 가능한 것들도 있는데 대표적인 것이 바로 누에 고치로부터 얻어진 실크이다. 실크를 실로 만든 것을 명주라고 하고, 명주실로 직조한 천이 바로 고급 천연 직물인 비단이다. 1 kg의 명주를 얻으려면 대략 5,000개에서 8,000개 정도의 고치가 필요하다. 비단이 반짝이는 것은 실크 섬유가 삼각형의 프리즘과 같은 구조를 가지고 있기 때문인데, 빛을 서로 다른 각도에서 반사하여 다른 색으로 보이게 한다.
분자생물학적 구조
_%EC%82%AC%EC%A7%84.jpg)
접착제 역할을 하는 세리신(sericin) 단백질이 피브로인으로 이루어진 브린(brin)이라는 2 가닥의 필라멘트를 고정하여 한 가닥의 명주 섬유를 이룬다. 피브로인은 무거운 사슬(heavy chain), 가벼운 사슬(light chain), 그리고 p25 당단백질로 이루어져 있는데, 무거운 사슬과 가벼운 사슬은 이황화 결합(disulphide bond)으로 연결되어 있고, p25 당단백질은 이들 사슬에 비공유 결합으로 결합함으로써 피브로인을 견고하게 만든다. 무거운 사슬은 글리신-세린-글리신-알라닌-글리신-알라닌 (Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala) 순서의 아미노산들이 반복되어 여러 겹의 역평행(antiparallel) 베타 병풍(beta sheet)을 이룬다. 글리신과 알라닌과 같은 작은 아미노산으로 말미암아 피브로인 분자들이 매우 촘촘히 붙어있어서 실크의 인장 강도가 높아 잘 끊어지지 않아 오랫동안 직물로 만들어 사용되어 왔고, 최근에는 제약 산업에서 의약 전달 소재, 수술용 의료 재료 등으로도 사용된다.
기능
천적으로부터 고치를 보호하기 위해서 많은 곤충들이 여러 가지 형태의 고치를 만든다. 어떤 곤충은 나무에서 얻은 수지(resin)를 섞어 단단하게 만들기도 하고, 또 다른 곤충들은 자신이 갖고 있던 뾰족한 강모(setae), 잔가지, 배설물, 풀섶 등을 첨가하여 접촉하기 어렵게 하기도 한다. 또한, 나뭇잎 뒤, 바위틈과 같이 잘 보이지 않는 장소에 고치를 만들어 두기도 한다. 고치는 내부의 번데기가 성충이 될 때까지 일어나는 대사 과정이 외부의 기온이나 습도 등에 의하여 영향받는 것을 최소화한다. 성충이 된 나방이 고치를 뚫고 나올 때는 기계적으로 자르거나 터뜨리기도 하지만, 코쿠네이스(cocoonase)라고 불리는 단백질 분해 효소를 분비, 생화학적인 방법으로 고치를 느슨하게 만들기도 한다. 어떤 고치는 만들어질 때 마치 입장권의 절취선과 같은 약한 선과 같은 부분을 형성해서 후에 성충이 안에서 쉽게 고치를 찢고 나올 수 있도록 한다. 또 다른 고치는 안쪽에서 바깥쪽으로 밀려 나갈 수 있는 구멍을 만들어 두어 성충이 밀고 나올 수 있게 되어있다.
누에
누에는 누에나방의 유충이다. 누에는 뽕잎을 먹고 자라며 튼튼한 고치를 만들어 번데기가 된다. 몸통은 원통형이며, 머리, 가슴, 배의 세 부분으로 되어 있다. 직사광선을 싫어하고 몸은 젖빛을 띠며 연한 키틴질 껍질로 덮여 있어 부드러운 감촉을 준다. 알에서 부화되어 나왔을 때 누에의 크기는 약 3mm이며, 털이 많고 검은 빛깔을 띤다. 누에는 뽕잎을 먹으면서 성장하고, 4령잠을 자고 5령이 되면 급속하게 자라서 8cm 정도가 된다. 5령 말까지의 유충기간 일수는 보통 20일 내외이다. 5령 말이 되면 뽕잎 먹는 것을 멈추고 고치를 짓기 시작하는데 약 60시간에 걸쳐 2.5g 정도의 고치를 만든다. 고치를 지은 후 약 70시간이 지나면 고치 속에서 번데기가 되며, 그 후 12~16일이 되면 나방이 된다. 이 나방은 알칼리성 용액으로 고치의 한쪽 끝을 뚫고 나온다. 암나방은 약 500~600개의 알을 낳는다. 뒷쪽에 다리가 네 쌍, 앞쪽에 세 쌍으로 총 일곱 쌍의 다리가 있다. 누에는 가늘고 길게 생겼고 짧은 2차 자모가 있다. 8번째 배마디에 후면을 향한 뿔 모양의 돌기가 나 있다.
처음 태어나면 크기가 작아 언제 이게 다 크나 싶지만 고치가 될 때까지 걸리는 시간은 불과 30일이다. 성장 정도에 따라 1~5령으로 나누는데 5령까지 크면 처음 알에서 나왔을 때보다 몸무게가 1만 배 가까이 늘어난다. 크기는 약 7천 배. 성장속도가 빠르다 보니 같은 5령이라도 크기 차이가 크게 나는 경우도 있다. 누에가 일생 동안 먹는 뽕잎 중 70%를 5령 시기에 먹는다. 고치가 되기 전까지 몸을 키우기 위해 30일간 뽕잎을 잔뜩 먹고 싸기를 반복한다.
주식은 뽕잎으로, 기후나 환경 등의 이유로 뽕나무를 제대로 키울 수 없는 지역에선 수백~수천 년간 대체재가 될 만한 먹이감을 찾아 헤멨지만 찾지 못했을 정도로 편식이 심하다. 뽕잎을 먹지 못하면 다른 먹이를 먹는 게 아니라 아사해버릴 정도로 자기가먹는 먹이 이외에는 거들떠보질 않는다. 요즘은 사육기술이 발달해 인공먹이로도 충분히 기를 수 있고, 인공먹이에 가공을 해서 다양한 색의 실을 뿜게 만드는 묘기를 보이기도 하지만 현대기술 덕에 가능해진 것이고, 아직도 대다수 사육장에서는 뽕잎을 먹이로 사용한다. 누에는 오랜 기간 동안 뽕잎을 주식으로 삼았던 만큼 뽕잎을 소화시키는 능력 또한 아주 뛰어나다. 뽕잎에는 단백질이나 아미노산, 각종 미네랄과 비타민도 많이 들었는데, 뽕잎의 상태로는 흡수할 수 없는 영양소들을 누에를 먹음으로써 간접적으로 얻을 수 있다. 누에는 사람뿐만 아니라 다양한 동물들의 먹이로도 널리 사랑받는다. 성충이 되는 누에나방은 번식을 위해 내버려두는 것이므로 대부분 암컷이다.[3]
동영상
각주
참고자료
같이 보기
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
