발생 생물학을 간단하게 알아보겠습니다

우리는 살면서 사람의 건강에 좋은 발전과 좋은 결과를 보기 위한 과학자들의 노력 중 일부인 줄기 세포 연구를 자주 볼 수 있습니다. 이러한 실질적으로 접할 수 있는 연구를 도운 것이 생소하지만 어디서 들어본 것 같은 발생 생물학입니다. 이것은 동물과 식물이 탄생하고 어떻게 자라는지 그 과정을 조사하는 학문입니다. 우리를 보면 알다시피 이러한 발생은 아기 때 생기지만, 성인이 된 우리의 줄기 세포에서도 나타납니다. 앞서 말했든 이것은 줄기 세포뿐 아니라 임신이 잘 되지 않는 부부들을 위한 자연 수정이나, 임신 중에 뱃속의 아이에게 끔찍한 결과를 초래하는 어떤 물질을 밝혀내는 연구 등에 큰 기반이 되는 학문입니다. 

 

식물과 동물은 보기에도 많은 차이를 보이는데 식물을 구성하는 것들은 움직임이 없기 때문에 동물과 달리 분화 생장이라는 것을 합니다. 이것에서의 신호는 동물과는 큰 차이를 보입니다. 그 외에는 동물과는 비슷한 내용입니다. 동물이 발생하는 것에는 여러 가지의 조절이 완벽한 순간에 일어나는데, 첫째로 지역은 세포의 배열을 이루는 공간을 채우는 것을 뜻합니다. 처음엔 기능이 갖춰진 세포가 나오지 않고 일부에서만 발생합니다. 이건 삼차원적으로 보이는 우리와 밀접한 관계가 있습니다. 지역 명시라는 것이 이루어졌다면 형태가 발생되는데 이것은 처음보다 복잡한 형태를 만듭니다. 신경과 근육 등을 만드는 데 사용되는 분화는 잘 알고 있는 단백질까지 속합니다. 그다음 볼 수 있는 것은 성장입니다. 성장은 키가 크거나 몸무게가 불어나는 것과 같은 크기가 커지는 현상입니다. 이것은 세포가 분열하는 동안 발생하지만 다른 조건에서도 일어납니다. 우리의 세포는 커질 수도 있고 퇴적될 수 있는데 이런 경우에도 성장이 된다고 볼 수 있습니다. 

 

생물이 발생하는 과정에 대해 간단하게 두 가지로 나눈다면 세포 분화와 재생이 있습니다. 각자가 다른 능력을 가진 세포들이 탄생하는 것을 세포 분화라고 부르는데, 초등학교 과학시간에 배우는 뉴런, 근섬유 등입니다. 세포는 활동성이 좋은 단백질들을 만드는데 이것들은 많은 양을 만들었기 때문에 현미경으로도 매우 잘 보입니다. 활동적인 만큼 열린 마음으로 효소들이 다가가는 것을 허락해주며, 어떤 세포들은 표현을 활동적을 로 만들기 위해 서열에 합류하기도 합니다. 이러한 과정은 사람의 눈으로 확인하기 어려운 일련의 사건들을 통해 일어나는 발생 과정의 마지막 순서입니다. 하나로 보이는 조직은 사실 각기 다른 경험을 한 다양한 세포들로 만들어져 있습니다. 발생 과정의 다른 한 가지는 재생입니다. 모든 과정을 거치더라도 빠진 부분은 늘 존재하는 법입니다. 그런 부분을 재성장 시키는 것을 재생이라고 부릅니다. 사람은 무한한 성장을 하지 않지만 식물과 해초류 등 뭉쳐서 활동하는 동물들에게서 흔히 볼 수 있습니다. 학자들이 탐구하는 것의 가장 큰 부분은 이러한 재생이 살아있는 동물의 일부를 고치는 것에 적용시킬 수 있는가입니다. 대표적인 모델 4가지가 있는데, 몸의 전체에 적용하는 것은 2가지입니다. 게임에서 많이 들어서 익숙한 히드라가 그 첫 번째입니다. 이들은 아주 작은 어느 부위든

재생합니다. 그다음은 플라나리아 웜입니다. 이것은 머리에서 재생은 물론 꼬리에서도 재생할 수 있습니다. 다른 2가지는 재생이 일부만 가능한데, 하나는 파충류의 팔과 같은 곤충 부속입니다. 여러 영상이나 교과서에서 볼 수 있듯이 도마뱀의 꼬리를 자르면 재생이 되는 것을 볼 수 있습니다. 또한 반 변태 과정을 거치는 곤충들의 다리에서도 이러한 재생을 볼 수 있습니다. 앞서 말한 파충류는 세포의 많은 교환이 존재하는 일부 중요 부위를 빼면 스스로가 재생합니다. 이러한 현상에 대한 연구는 지금도 계속되고 있습니다. 자연적인 현상이라는 가정이 확실시되면, 사람도 도마뱀을 비롯한 여러 파충류처럼 스스로 재생할 수 있는 능력을 끌어올릴 수 있을 것입니다. 하지만 그들이 적응한 것이라면 결과는 기대를 충족하지 못할 수 있습니다.

 

앞서 말했듯이 동물과 식물은 그 발생 과정이 다른데 먼저 식물은 살아있는 동안 여러 조직에서 구조를 만들고 새 조직을 만들어냅니다. 그렇기 때문에 동물과는 달리 식물은 죽지 않는 이상 항상 태아 조직을 보유합니다. 동물은 대부분 뱃속에서 그 형태를 만들고 태어나며, 이후에는 성장할 뿐입니다. 식물의 세포는 단일된 것에서부터 시작하는데 유관속 식물의 단일 세포는 접합자라고 불립니다. 종자식물은 씨 잎을 하나 이상 만들고 배아 발생의 끝 단계에서 모든 부위를 소유합니다.

발아한 태아가 여러 과정을 거치면 점차 다양한 기관이 나오는데, 각자의 분열 조직에서 자라기 시작, 뿌리는 뿌리 끝에서, 줄기와 잎은 싹의 끝에서 나옵니다. 굵직한 것들이 이러한 과정을 거치고 나면 가지는 그 나머지 세포들로 만들어지며, 이렇게 세포분화를 겪지 않은 세포들은 새로운 뿌리나 싹이 됩니다. 이런 과정은 길이를 생장시킵니다. 그다음은 부피인데 이를 차례로 일기 생장, 이차 생장이라고 부릅니다. 식물은 자연스럽게 형태나 구조가 변하기도 하는데, 동물과 달리 다른 방식도 발견됩니다. 다른 모양으로 보이는 것인데 이것은 여러 요인이 작용했다고 볼 수 있습니다. 식물과 동물은 태아 발달 과정 다르게 나타나는데 동물은 수정 과정을 거치게 되며 그 후 분열되는 시기가 있습니다. 성장이 없이 빠르게 일어나는 과정인데 이후 첫 지역 분화가 일어납니다. 이렇게 동물은 식물과 다른 과정을 거친 후 성장을 하는데 그 형태는 자율적입니다. 태반이나 노른자의 공급으로 성장 속도의 차이를 보이며 이러한 과정이 결국 해부학의 기초가 되는 구조를 만든 것입니다. 이렇게 간단한 발생 생물학의 과정을 알아보았습니다. 이러한 과정이 있기에 동식물이 탄생한다는 것을 간단하게 알 수 있을 것입니다.