살아있는 생물의 공통적인 특성에는 어떤 것이 있을까요? 단순히 "움직인다"는 조건만으로는 아래 그림이 설명되지 않습니다. 로봇 강아지도 움직임은 분명히 있지만, 우리가 로봇에게 생물이라고는 하지 않고 무생물이라고 하죠. 반면에 개구리는 당연히 생물이라고 생각되죠. 그렇다면 생물을 정의하기 위해서 살아있는 생물의 공통적인 생명 현상에는 어떤 것이 있는지 알아보겠습니다.
1. 세포로 구성된다.
모든 생물은 세포로 구성되어 있습니다. 가장 단순한 세균은 단세포로 이루어져 있고, 사람의 경우 약 60조개의 세포로 몸을 구성합니다. 세포는 생물의 기본단위라고 할 수 있습니다. 그래서 생물과 무생물을 구분할 때, 가장 먼저 따져봐야 할 것이 세포로 되어있느냐입니다.
2. 물질대사
물질대사란 생물체 내에서 일어나는 화학반응입니다. 이 반응의 특징은 반드시 효소라는 생체 촉매가 관여합니다. 물질대사는 동화 작용과 이화 작용으로 나뉘는데, 동화 작용은 에너지를 흡수하여 물질을 합성하는 화학 반응이고, 이화 작용은 에너지를 방출하면서 물질을 분해하는 화학 반응입니다. 동화 작용의 예로는 광합성, 단백질 합성이 있고, 이화 작용의 예로는 세포 호흡, 소화 작용이 있습니다. 위 그림의 다이어트는 몸을 구성하는 지방을 분해시키는 작용으로 일종의 이화 작용이며 넓게 보면 물질대사에 해당합니다.
살아있는 생물은 생존을 위해서 에너지 대사가 반드시 필요하며, 이때 필연적으로 효소를 활용한 화학반응인 물질대사를 해야 합니다. 지금 이 순간, 숨만 쉬고 있는 여러분도 물질대사를 열심히 하고 있습니다.
3. 생식
모든 생물은 대를 잇기 위해 자손을 만드는 생식 활동을 합니다. 사람을 비롯한 많은 생물들은 성별이 있으며 자손을 가지는데 이를 유성생식이라고 합니다. 세균 등의 단세포 생물들은 세포 분열 자체가 자손을 만드는 결과를 낳습니다. 이러한 생식을 무성생식이라고 합니다.
4. 유전
생물이 생식을 통해 자손을 만들 때, 자손에게 자신의 유전 정보를 전달하는 유전 현상이 발생합니다. 위 그림은 사람의 ABO식 혈액형 유전 가계도를 나타낸 것이고, 유전 현상은 혈액형뿐만 아니라 모든 형질에 대한 유전자의 전달로 이루어집니다. 가장 단순한 세균도 자손에게 자신의 DNA로 구성된 유전자를 물려주면서 유전 현상이 일어납니다.
5. 발생
모든 생물은 발생 과정을 거칩니다. 한 개체가 살아 있는 동안 크기·모양·기능 등이 점차 변화하여 성체가 되는 과정인데요. 간단하게 설명하면 알에서 출발해서 성체가 되는 극적인 변화를 말합니다. 대표적인 것이 개구리의 변태 과정(알, 올챙이, 개구리)과 곤충의 변태 과정(알, 애벌레, 번데기, 성충), 사람을 비롯한 동물 태아의 변화 과정이 있습니다.
6. 생장
모든 생물은 성장(생장)을 합니다. 발생 과정과 명확히 구분하기가 애매할 수 있습니다. 차이점은 발생은 알에서 애벌레로 변하거나, 특정 기관이 생기고 사라지는 등 극적인 변화를 수반한다면, 생장은 아이가 어른이 되는 과정으로 개체의 길이나 부피의 성장을 말합니다.
7. 자극에 대한 반응
모든 생물은 자극에 대한 반응을 합니다. 환경은 가만히 있지 않고 계속 변합니다. 환경 변화에 적절히 반응하지 못한다면 바뀐 환경에 살아남을 확률은 낮아지게 됩니다. 물리적 또는 화학적 환경 변화에 본인이 유리한 쪽으로 반응하는 것이 바로 생물입니다.
8. 항상성
자극에 대한 반응과 묶어서 같이 언급되는 생물의 특징으로 항상성이 있습니다. 생물은 외부 환경 변화에도 몸의 상태를 일정하게 유지하려는 특징이 있습니다. 이러한 특징을 항상성이라 하며, 사람의 경우 체온, 혈당, 삼투에 대한 항상성 유지 기작이 있습니다. 위 그림의 경우 운동을 과하게 해서 땀을 많이 흘리게 되면, 손실된 수분을 보충하기 위해 물을 찾게 됩니다. 이 과정은 삼투 항상성 유지로 볼 수 있습니다.
9. 적응과 진화
모든 생물은 오랜 시간 동안 여러 세대를 거치면서 환경에 적응하고 진화합니다. 적응과 진화의 예는 다양한 생물들로 확인할 수 있습니다. 같은 여우라도 사막여우는 귀가 넓고 크며, 꼬리가 길지만, 북극여우는 귀와 꼬리는 짧고 상대적으로 털이 길고 몸이 전체적으로 둥급니다. 사막여우는 더운 지역에 적응을 하면서 말단을 길게 하여 열 발산이 잘 되도록 진화하였고, 북극여우는 상대적으로 열 발산을 억제하도록 몸의 구조를 만들어 추운 지역에 적응하였습니다.
세균성 질병의 치료제인 항생제를 남용하면서 항생제에 내성을 가지는 세균이 등장하는 사례도 세균 입장에서는 환경에 적응과 진화를 한 것으로 볼 수 있습니다.
지금까지 생물(생명 현상)의 특징에 대해서 알아보았습니다. 생물이라면 위에서 언급한 특징을 공통적으로 가진다는 것을 알 수 있습니다. 여러분이 직접 각각의 예시를 더 찾아보는 것은 어떨까요?
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