전문강사교육대비:중1과학(14강 생물)

우주를 떠올리면 그리고 생각 또는 상상을 하면 늘 신기하기만 합니다. 어떻게 우주라는 것이 존재할 수 있는지도 신기하고 뜨거운 태양도 신기하고 조그마한 운석들도 신기합니다. 그러면서 자연스럽게 우주와 나를 생각하게 되지요. 이 드넓은 우주에서 나는 무엇인가 그냥 잠시(잠시라고 말 할 수도 없을 만큼 짧은 시간이지만) 머물다가 사라지는 존재일 뿐인가 허무하지요. 하지만 우리가 사는 지구 밖에서 보면 산소와 수소를 비롯한 몇 가지 원소들이 모여 우리를 만들었다가 다시 분해되는 것에 불과하지요. 지구에서는 하루에도 셀 수 없이 많은 생명체들이 만들어졌다가 분해되어 가고 있습니다.
우주도 역시 만들어졌다가 사라져 버립니다. 그것들도 역시 생명체를 만드는 원소들과 똑 같은 것들이지요. 그러니 우주공간에서 만들어지는 것과 지구에서 만들어지는 우리 생명체와 크게 다를 바가 없습니다.

이런 생각을 하다보면 물질이라는 것도 참 이상하기만 합니다. 자동차가 물질이라면 그것을 구성하고 있는 것들 엔진, 핸들, 문, 유리 등등  그것들을 분해하면 자동차라는 물질은 사라져 버리지요. 다시 조립을 하면 자동차라는 물질은 만들어집니다. 결국 물질은 조립되어 만들어진 것을 붙이는 이름에 불과합니다. 엔진은 나사 단위로 또 분해되고 다시 그것들은 철이라는 원소 단위로 분해되고 그것도 역시 원자핵과 전자로 분해되며 원자핵도 양성자와 중성자로 분해되고 또다시 쿼크 단위로 분해 됩니다. 결국 물질이라는 것은 최소 단위의 물질이라는 것은 모르는 것입니다. 쿼크도 또 어떻게 분해될지 모르지요.

우리와 같은 생명체들은 이러한 물질이 조립되어 만들어집니다. 너무 기계적인 사고 같지만 그게 사실이니 받아들여야 합니다.
우리는 생물을 이야기할 때 원자단위부터 이야기 하지는 않겠습니다. 생물에서 가장 최소 단위인 세포부터 이야기 했었습니다. 그리고 오늘은 단세포로 이루어진 생물과 다세포로 이루어진 생물에 대해 이야기 하겠습니다.

언급했듯이 생물체를 구성하는 가장 기본 단위는 세포Cell입니다. 그 이유는 세포가 생명활동이 일어나는 가장 작은 단위이기 때문입니다. 그래서 하나의 세포가 하나의 생물이 될 수가 있습니다 우리는 이것을 단세포 생물unicellular organism이라고 합니다. 그리고 여러 세포가 모여 만들어진 생물도 있겠지요. 그것을 다세포 생물multicellular organism이라고 합니다. 단세포 생물에는 우리가 잘 아는 아메바amoeba, 짚신벌레 등이 있습니다. 그렇다면 다세포 생물에는 무엇이 있을까요? 어렵게 생각하지 마세요. 우리 인간도 다세포 생물입니다. 호랑이도 다세포 생물이고 토끼나 양파, 장미 등등도 모두 다세포 생물입니다.

참 신기합니다. 여러 개의 세포들이 모여 하나의 생명체를 이루고 있습니다. 참고로 인간의 몸에는 1kg당 약 1조개의 세포가 있다고 합니다. 그렇다면 체중이 60kg인 사람에게는 60조개의 세포가 있는 것입니다. 아까 제가 세포는 생명활동이 일어나는 가장 작은 단위라고 했습니다. 이것은 곧 가장 작은 생명체를 의미합니다. 그렇다면 체중이 60kg인 사람은 60조개의 생명체가 모여 하나의 거대한 생명체를 형성하고 있다는 것이지요. 신기하죠?

이렇듯 세포가 모여 이루어진 가장 거대하고 독립적인 생명체를 우리는 개체individual 라고 합니다. 우리가 사는 세상 아니 자연계에서는 이러한 개체들이 모여 개체군population을 이룹니다. 이것을 종species 라고 합니다.

생물체는 각각의 개체로 나눈 다음 개체를 다시 장난감 분리하듯이 분해해 보면 위, 심장, 소장, 간, 폐 등으로 나누어집니다. 이것들은 서로 특정한 모양을 하고 있으며 담당하는 일도 다르지요. 이것을 기관organ이라고 합니다.

이 기관을 다시 분해하면 기관의 표면을 둘러싸면서 내부를 보호하고 있는 부분이 먼저 보입니다. 칼로 이것을 잘라서 내부를 살펴봅니다. 그러면 근육들이 보이지요. 근육뿐만 아니라 신경도 있습니다. 이것들을 조직tissue이라고 합니다. 표면을 둘러싸고 있는 표피조직the epidermal tissue, 근육조직muscle tissue, 신경조직nerve tissue 이 있는 것입니다. 간단하지요. 그리고 하나 더 추가 한다면 각각의 조직이나 뼈 등을 연결하고 지지하는 결합조직connective tissue 이 있습니다.

동물에는 식물과 달리 한 가지가 더 있는데 바로 비슷한 기관들이 모여 같은 시스템으로 움직이는 기관들이 있지요 이것을 통틀어 기관계organ system이라고 합니다.
예를 들어, 생명을 유지하기 위해서는 일단 에너지 공급을 위해 음식을 먹어야 합니다. 그리고 그 음식에서 필요한 에너지를 얻기 위해 음식물을 잘게 분해하는 소화과정이 필요하지요. 이러한 소화과정에 관여하는 기관들을 모두 소화계라고 합니다. 소화를 했으면 남은 음식물 쓰레기를 밖으로 버려야 합니다. 바로 배설이지요. 배설에 관여하는 기관들도 있겠죠. 그것을 배설계라고 합니다. 그리고 음식물에서 얻은 에너지를 우리 몸 구석 구석에 있는 세포들에게 보내줘야 합니다. 그래서 우리 몸에 펼쳐있는 훌륭한 고속도로인 혈관을 통해 영양소와 산소 등을 공급하고 노폐물을 운반합니다. 이것이 바로 순환계입니다.
마지막으로 우리는 숨을 쉬지요. 산소를 흡수하고 이산화탄소를 밖으로 내보냅니다. 바로 호흡계입니다.
정리하자면 우리 몸(동물)에 있는 기관계에는 소화계digestive system, 배설계excretory system, 순환계circulatory system 그리고 호흡계respiratory system가 있는 것입니다.

동물에는 기관계가 있듯이 식물에는 조직계plant tissue system가 있습니다. 먼저 식물의 조직부터 보겠습니다. 식물의 조직에 근육조직이나 신경조직 등이 있지는 않습니다. 식물의 조직에는 분열조직meristematic tissue과 영구조직permanent tissue이 있습니다.

분열조직은 말 그대로 세포 분열cell division을 통해 식물체를 성장하게 만드는 조직입니다.
식물이나 동물이나 똑같이 크게 2부분으로 성장합니다. 위로 옆으로입니다.
식물에서 위로 자라게 하는 부분(길게 자라는 부분)이 생장점growing point입니다. 그리고 옆으로 자라게 하는 부분(굵게 자라게 하는 부분)은 형성층cambium입니다.
생장점이나 형성층이나 식물의 성장과 관련된 부분이니깐 매우 당연히 뿌리와 줄기 끝에 있습니다. 그러므로 생장점과 형성층이 어디에 있는지 잘 모르겠다고 하면 그냥 암기에 의존한 것이지 생각을 한 것이 아닙니다.

영구조직이란 영구적인 조직입니다. 다시 말해 세포분열로 만들어진 조직이지만 더 이상 분열을 하지 않는 다는 것입니다. 그러면 이런 영구조직은 왜 존재하는 것일까요? 그냥 심심해서 존재하지는 않습니다. 반드시 존재하는 이유가 있겠죠. 그래서 영구조직에 무엇이 있는지 살펴봅니다.
먼저 표피조직이 있습니다. 식물체의 표면을 둘러싸서 내부를 보호해야 하니 당연히 필요한 조직입니다. 그리고 물이나 양분이 이동하는 통로가 필요합니다. 우리 몸의 혈관과 같은 역할을 하는 곳이지요. 이러한 것을 통도조직conducting tissue이라고 합니다. 또한 저장창고도 필요할 것입니다. 그것을 유조직parenchyma이라고 합니다.
표피조직, 통도조직, 유조직 이렇게 세 가지가 있는 것입니다.

그러면 이제 드디어 조직계를 살펴 볼 수 있겠네요. 식물의 조직계도 동물의 기관계와 같이 비슷한 일을 하는 조직들의 모임입니다. 식물의 조직계는 보호 역할을 하는 조직과 양분을 합성하거나 저장하는 조직 그리고 이동 통로가 되는 조직이 있습니다. 보호 역할을 하는 것은 일단 표피입니다. 그래서 이것을 표피조직계라고 하지요. 표피조직, 공변세포, 뿌리털 등이 있습니다. 양분을 합성하거나 저장하는 조직을 기본조직계라고 합니다. 울타리 조직이나 해면 조직 등이 있습니다. 그리고 이동통로가 되는 조직계를 관다발 조직계라고 하는데 여기에는 물관, 체관, 형성층 등이 있습니다.

끝으로 식물의 기관에는 2가지가 있습니다. 동물의 기관에서는 생명활동에 필요한 영양섭취를 소화계, 순환계, 배설계 등으로 나누었는데 식물에서는 그냥 영양기관으로 봅니다. 다만 동물과 달리 생식기관이 하나 추가 됩니다.
식물의 영양기관은 당연히 잎, 뿌리, 줄기입니다. 잎에서는 광합성을 통해 유기양분을 만들고 기체를 흡수합니다. 뿌리에서는 무기양분과 물을 흡수합니다. 그리고 줄기는 그것들이 이동합니다. 아주 간단하지요.

그럼 내일에는 생물의 분류를 살펴보겠습니다.

Kevin