동물의 구조와 조직의 기능

남극 대륙 해안에서 멀리 떨어져 있는 남대서양의 작은 섬에 신천옹이라고 불리는 바다 갈매기가 있습니다. 신천옹은 육지에서 멀리 떨어진 추운 바다에서 대부분의 시간을 보냅니다. 이런 환경에서 살아남을 수 있는 새는 많지 않지만 신천옹은 환경에 잘 적응한 경우입니다. 신천옹은 체액보다 훨씬 염도가 높은 바닷물을 먹는데 대부분의 동물은 염분이 몸 안의 수분을 밖으로 배출시켜 심한 탈수 상태가 되지만 신천옹은 코 안으로 염분을 배출하기 때문에 육지를 찾아가지 안혹도 염분이 있는 물고기나 오징어 등을 섭취하면서 필요한 양분을 섭취할 수 있습니다. 또한 신천옹의 날개 길이는 약 3.6m로 다른 새보다 매우 큽니다. 따라서 큰 힘을 들이지 않고도 기류에 따라 위아래로 날면서 수시간 동안 하늘에 머물 수 있습니다. 신천옹의 예에서 볼 수 있는 듯이 동물의 구조와 기능의 관계는 생물학의 기본 개념입니다. 

기능하기에 적합한 형태를 갖춘 동물의 구조

동물 연구는 여러 단계에서 접근할 수 있습니다. 예를 들면 신청옹을 연구하는 해부학자는 구조에 초점을 맞춰 날개의 모양과 크기 또는 근육, 뼈, 깃털, 피부 등의 해부학적 특성을 연구하며, 생리학자는 비행역학이나 여러 시간 동안 계속해서 날 수 있는 날개 근육의 작용 기작에 대해 연구할 것입니다. 그러나 이처럼 서로 다른 접근에도 불구하고 해부학자와 생리학자는 모두 구조와 기능의 상관관계에 대해 연구합니다. 

 

신천옹처럼, 새의 날개를 구성하는 근육과 뼈도 구조와 기능 사이에 상관관계가 있음을 보여줍니다. 즉 근육은 힘을, 뼈는 비행에 필요한 지지 능력을 제공합니다. 근육은 대부분 가슴과 날개의 시작 부분에 있어 날개가 무겁지 않도록 할 뿐만 아니라 새가 비행할 때 균형을 유지할 수 있습니다. 새의 날개뼈는 사람의 팔과 유사하나, 뼈의 수는 진화하면서 감소되어 3개의 손가락뼈가 남아있고 중간 손가락뼈만이 완전한 구조를 갖추고 있습니다. 

 

날개로 진화된 손목뼈와 손바닥뼈의 수도 사람의 것보다 더 적습니다. 진화를 거치는 동안 획득한 적응 형태로 날개는 가볍고 사람의 팔보다 운동 능력은 떨어지나 오히려 감소된 운동 능력이 날개의 운동을 안정시켜 더 좋은 비행을 할 수 있습니다. 따라서 새의 비행 능력은 뼈, 근육, 깃털, 그리고 피부의 특수한 구조에서 온다고 할 수 있습니다. 즉 새의 날개는 비행이라는 특수한 기능을 수행하기 위해 잘 배열되어 있습니다. 특수한 기능은 특수한 구조와 연관성이 있음을 잘 보여주는 예입니다. 

 

단계별로 조직되어 있는 동물의 구조

생물의 구조는 단계별로 조직되는데 사람을 포함한 동물의 구조도 단계별로 이루어져 있습니다. 얼룩말을 예로 들어보겠습니다. 얼룩말 심장의 근육세포는 다른 심장근 세포오 함께 수축과 이완작용을 합니다. 각 심장근육세포는 다른 세포와 협동하여 심장의 수축을 조절해 효율적으로 혈액을 내보냅니다. 수천 개의 심장근육세포는 심장 조직을 구성합니다. 심장 근육 조직은 심장 벽을 이루는 중요한 구성 성분입니다. 기관계는 여러 기관으로 구성됩니다. 심장순환계는 심장과 동맥, 정맥, 모세혈관 등의 혈관으로 이루어져 있습니다. 이러한 성분들이 기관계의 기능을 수행하며 몸 전체에 혈액을 공급합니다. 개체로서 동물은 여러 기관으로 구성되어 있고 이들은 각각 특수한 기능을 하며, 체계적이고 협동적인 단위로 결합되어 있습니다. 

 

공통적 구조와 기능을 갖는 세포 집단인 조직

조직이란, 비슷한 세포들이 협동적인 체계를 구성하고 특수한 기능을 수행하는 단위입니다. 동물을 포 함한 다세포 생물에서 대부분의 세포는 조직을 구성합니다. 조직을 구성하고 있는 세포는 특수화되어 있습니다. 즉 특수한 임무 수행을 가능하게 하는 독특한 구조를 가지고 있습니다. 일부 조직은 생명력이 없는 섬유소로 그물망을 형성하여 세포 주위를 둘러싸고 있어 마치 직물을 짜 놓은 모양새를 하고 있습니다. 그리고 세포를 둘러싸는 강력한 접착 성분이나 인접한 세포막과의 특수한 접착 장치에 의해 한데 모여있습니다. 동물 조직은 상피조직, 결합조직, 근육조직, 신경조직으로 나눌 수 있습니다.