조개껍데기에 관한 흥미로운 이야기(글 : 페리스 자브르, 사진 : 휴 터비)

출처 :  [조개껍데기에 관한 흥미로운 이야기]-내셔널지오그래픽매거진 (nationalgeographic.co.kr)

 

NAUTILUS MACROMPHALUS
발견 지역: 남서태평양
일반명: 배꼽앵무조개

 

앵무조개의 나선형 구조.

전복의 오색영롱한 진줏빛 광택.

여왕수정고둥의 뾰족한 돌기.

우리는 이런 천연 구조물에서 정밀함과 우아함, 강인함을 볼 수 있다.

조개껍데기는 형태와 기능이 조화를 이루고 있으며 인간의 창의력을 능가하기도 하고 그것에 영감을 주기도 한다.

인간은 글이 기록되기 이전부터 조개껍데기에 찬사를 보냈다.

고고학자들은 최근 이스라엘에서 약 12만 년 전에 만들어진 조개껍데기 목걸이의 잔해를 발굴했다.

 

NAUTILUS MACROMPHALUS
발견 지역: 남서태평양
일반명: 배꼽앵무조개

 

조개껍데기에 대한 우리의 관심만큼이나 오래된 것이 바로 그것이 품고 있는 신비로움이다.

어떻게 이토록 복잡하고 아름다운 구조가 생겨나게 됐을까?

자연 선택에 의한 진화는 껍데기가 연체 동물 사이에 널리 퍼진 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있지만 개별 생물이 어떻게 긴가시고둥의 유별나게 뾰족한 껍데기처럼 정교한 골격을 형성하는지는 명확히 설명해주지 못한다.

조개껍데기를 제대로 이해하려면 우리는 그 생물학적 특성 이면에 있는 수학과 물리학을 살펴봐야 한다.

최근 몇 년간 과학자들은 이런 연구를 통해 껍데기 형성을 유도하는 물리적 힘을 이해하는 데 상당한 진전을 이뤄냈다.

영국 옥스퍼드대학교 소속 응용 수학과 교수 데릭 몰턴은 동료들과 수행한 혁신적인 연구들을 통해 몇 가지 간단한 수학적 원리로 조개껍데기의 놀라운 다양성을 대부분 설명해낼 수 있었다.

 

MUREX PECTEN

발견 지역: 인도양

일반명: 긴가시고둥

 

모든 연체동물의 몸은 외투 같은 기관인 ‘외투막’에 둘러싸여 있다.

이 기관은 탄산칼슘을 분비하고 그것을 단백질 골격과 혼합해 한 층씩 껍데기를 만들어낸다.

연체동물은 껍데기를 확장하면서 단 한 군데에만 새로운 물질을 덧입힌다.

바로 개구부, 즉 ‘각구’다.

이 각구를 원이라고 상상해보자.

만약 연체동물이 새로운 층을 만들 때마다 각구만 한 크기로 동그랗게 물질을 쌓아 올린다면 그 껍데기는 원통형으로 길어질 것이다.

반면 연체동물이 각각의 새로운 층을 만들 때마다 원둘레를 늘린다면 껍데기는 원뿔형이 될 것이다.

또한 각구의 한쪽에 다른 쪽보다 더 많은 물질을 쌓는다면 연체동물은 원통형 껍데기를 구부려 도넛 모양으로 만들 수 있다.

왼쪽이 더 두꺼운 비대칭 원들을 하나씩 쌓아서 붙이는 모습을 상상해보자.

균일한 원들을 쌓았을 때처럼 깔끔한 원통형 탑을 형성하는 대신 아치형 입구에 쓰이는 쐐기돌처럼 한쪽으로 휘어져 결국 고리 모양이 될 것이다.

외투막이 어느 정도 물질을 분비하는 지점을 회전시킴으로써 연체동물은 그런 고리를 비틀어 나선형 관으로 만들 수 있다.

 

 

CHICOREUS RAMOSUS

발견 지역: 인도-태평양 해역

일반명: 분홍입뿔소라

 

TRIDACNA SQUAMOSA

발견 지역; 인도-태평양 해역

일반명: 날개대왕조개

 

[형태를 만드는 힘]

연체동물의 껍데기는 외투막이 탄산칼슘과 단백질을 층층이 분비하면서 형성된다.

껍데기의 형태는 단순한 것부터 복잡한 것에 이르기까지 물리적 과정에 의해 결정된다.