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천하의 악당인 나, 닥터 그랜마도 꿈틀거리는 벌레는 너무 무서워! 징그럽고 흐물흐물 거린단 말이지. 저번에도 지구방위대에 잠입하려는데, 놈들이 벌레들을 풀어 놔서 못 들어가고 말았어. 그런데 뇌 박사가 흥미로운 사실을 알아냈어. 수많은 벌레를 포함한 무척추동물이 비슷한 뇌 구조를 가지고 있다는 거야. 무슨 소리인지 무척추동물들에게 직접 물어보도록 하자!
무척추동물에 대해 설명해 줄래?
말 그대로 척추 뼈가 없는 모든 동물을 뜻해요. 무척추동물은 전체 동물의 약 97%를 차지할 만큼 그 수와 종류가 어마어마해요. 대개 부드러운 몸통에 뼈가 없거나 피부가 딱딱한 껍질인 경우가 많지요. 무척추동물을 분류하는 기준 중의 하나는 해당 동물의 입과 항문이 따로 분리돼 있는지, 아니면 하나로 합쳐져 있는지를 알아보는 거예요. 개미나 달팽이, 문어, 지렁이, 거미 같은 무척추동물은 입과 항문이 따로 있지요. 이에 반해 플라나리아, 말미잘, 해파리 같은 무척추동물은 입과 항문이 하나랍니다.
척추가 없으면 뇌도 없니?
우리는 척추 뼈가 없기 때문에 사람의 뇌와 척수처럼 고도로 발달한 중추신경계를 가질 수 없어요. 그렇다고 신경세포가 아예 없는 건 아니랍니다. 말미잘 같은 강장동물은 신경세포가 몸 여기저기에 골고루 퍼져 있어요. 조금 더 신경계가 발달한 플라나리아의 경우 신경세포들이 몸의 앞쪽에 몰려 있지요. 이것이 가장 원시적인 중추신경계라고 할 수 있어요. 여기서 더 신경계가 발달한 곤충이나 갑각류는 머리, 가슴, 배 등 각 부분마다 신경세포가 모인 ‘신경절’이 있어서 해당 부분을 조종할 수 있답니다. 또 머리 근처에 있는 가장 발달한 신경절을 뇌라고 부르기도 하지요.
너희는 뇌 구조가 전부 비슷하다던데?
최근 미국 아리조나대학교의 신경과학자 니콜라스 스트로스필드 교수 연구팀은 무척추동물만이 뇌 앞부분에 가지고 있는 ‘버섯체’에 주목했어요. 그리고 곤충, 갑각류, 연체동물, 편형동물 등 무척추동물의 버섯체를 일일이 조사했답니다. 그 결과 무척추동물의 버섯체에 있는 신경섬유다발이 모두 같은 모양과 방향으로 배열돼 있었고, 버섯체의 성분이 동일한 단백질(DC0, Leo, CaMK2)로 돼 있었어요. 모든 무척추동물의 뇌 구조가 기본적으로 동일하다는 사실을 알아낸 거죠.
스트로스필드 교수는 “무척추동물의 동일한 뇌 구조는 약 600만 년 전 이들이 하나의 공통 조상으로부터 분화돼 진화했다는 것을 나타낸다”고 밝혔어요. 연구팀은 앞으로 척추동물의 뇌도 조사할 계획이라고 해요. 무척추동물의 버섯체가 인간을 포함한 포유류 뇌에서는 해마와 비슷할 거라고 기대하고 있답니다.
너희 뇌를 이용해서 지구를 정복할 수 있을까?
글쎄요, 닥터 그랜마. 별로 좋은 생각 같지는 않아요. 우리 뇌는 지구 정복처럼 거창한 일을 하는 데 적합하지 않아요. 우리는 뇌 용량이 작고, 뇌세포의 50% 이상을 냄새를 감지하는 데 쓰거든요. 어렵고 복잡한 사고를 하기 위해서는 뇌와 척수가 잘 발달해 있어야 한답니다.
무척추동물에 대해 설명해 줄래?
말 그대로 척추 뼈가 없는 모든 동물을 뜻해요. 무척추동물은 전체 동물의 약 97%를 차지할 만큼 그 수와 종류가 어마어마해요. 대개 부드러운 몸통에 뼈가 없거나 피부가 딱딱한 껍질인 경우가 많지요. 무척추동물을 분류하는 기준 중의 하나는 해당 동물의 입과 항문이 따로 분리돼 있는지, 아니면 하나로 합쳐져 있는지를 알아보는 거예요. 개미나 달팽이, 문어, 지렁이, 거미 같은 무척추동물은 입과 항문이 따로 있지요. 이에 반해 플라나리아, 말미잘, 해파리 같은 무척추동물은 입과 항문이 하나랍니다.
척추가 없으면 뇌도 없니?
우리는 척추 뼈가 없기 때문에 사람의 뇌와 척수처럼 고도로 발달한 중추신경계를 가질 수 없어요. 그렇다고 신경세포가 아예 없는 건 아니랍니다. 말미잘 같은 강장동물은 신경세포가 몸 여기저기에 골고루 퍼져 있어요. 조금 더 신경계가 발달한 플라나리아의 경우 신경세포들이 몸의 앞쪽에 몰려 있지요. 이것이 가장 원시적인 중추신경계라고 할 수 있어요. 여기서 더 신경계가 발달한 곤충이나 갑각류는 머리, 가슴, 배 등 각 부분마다 신경세포가 모인 ‘신경절’이 있어서 해당 부분을 조종할 수 있답니다. 또 머리 근처에 있는 가장 발달한 신경절을 뇌라고 부르기도 하지요.
너희는 뇌 구조가 전부 비슷하다던데?
최근 미국 아리조나대학교의 신경과학자 니콜라스 스트로스필드 교수 연구팀은 무척추동물만이 뇌 앞부분에 가지고 있는 ‘버섯체’에 주목했어요. 그리고 곤충, 갑각류, 연체동물, 편형동물 등 무척추동물의 버섯체를 일일이 조사했답니다. 그 결과 무척추동물의 버섯체에 있는 신경섬유다발이 모두 같은 모양과 방향으로 배열돼 있었고, 버섯체의 성분이 동일한 단백질(DC0, Leo, CaMK2)로 돼 있었어요. 모든 무척추동물의 뇌 구조가 기본적으로 동일하다는 사실을 알아낸 거죠.
스트로스필드 교수는 “무척추동물의 동일한 뇌 구조는 약 600만 년 전 이들이 하나의 공통 조상으로부터 분화돼 진화했다는 것을 나타낸다”고 밝혔어요. 연구팀은 앞으로 척추동물의 뇌도 조사할 계획이라고 해요. 무척추동물의 버섯체가 인간을 포함한 포유류 뇌에서는 해마와 비슷할 거라고 기대하고 있답니다.
너희 뇌를 이용해서 지구를 정복할 수 있을까?
글쎄요, 닥터 그랜마. 별로 좋은 생각 같지는 않아요. 우리 뇌는 지구 정복처럼 거창한 일을 하는 데 적합하지 않아요. 우리는 뇌 용량이 작고, 뇌세포의 50% 이상을 냄새를 감지하는 데 쓰거든요. 어렵고 복잡한 사고를 하기 위해서는 뇌와 척수가 잘 발달해 있어야 한답니다.
