[1강 생명] 생물의 정의와 단계적 서열화

★ 이 글은 스미스소니언 교양과학 백과를 참고하여 포스팅되었습니다:D

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1. 생물의 정의

 생물을 정의하는 것은 생물학자들에게도 쉬운 일이 아니다. 예를 들어, 움직이는 여부로 생물과 비생물로 나누었다고 해보자. 상황에 따라서는 비탈길을 구르는 돌도 움직인다. 또 다른 예로, 생장 여부로 생물과 비생물을 나누어보자. 동굴의 있는 수정도 아주 오랜 시간에 걸쳐서 자란다. 이렇게 생물을 정의하는 것은 그리 간단한 일이 아니다. 하지만 우리는 생물이 가지는 여러 성질을 통해 파악할 수는 있다. 그 예로는 생식, 성장, 물질 대사, 반응성, 적응 등이 있다.

 

(1) 생식(reproduction)과 성장(growth)

 생물체는 두 가지 의미에서 번성하는데 이는 생식과 생장이다. 생식은 개체수를 늘리는 것, 생장은 자신의 몸을 크게 만드는 것이다. 두 가지 모두 세포가 분열하면서 진행되는데, 단세포 생물인 세균은 세포분열을 통해 생식이 가능하다. 반면, 여러 개의 세포로 이루어진 생명체들은 유성생식을 하는데, 보다 복잡한 과정을 거친다. 이 생명체들에게 세포의 단순분열은 조직을 성장시키는 생장이며, 생식은 암수 각각의 생식세포가 만날 때 일어난다.

 

(2) 영양분의 획득 및 사용

 생명체는 음식물을 섭취하고, 그로부터 에너지를 얻어 사용하고, 노폐물을 배출한다. 이런 활동을 할 때 생명체 안에서 일어나는 화학 과정들은 물질대사(metabolism)라고 불린다. 이를 위해 생명체는 환경에 적절히 반응하며, 환경에 맞게 변화하는 적응도 거친다. 장기적인 적응은 생존에 유리한 특징들을 자손에게 물려줌으로써 일어난다. 이 과정은 종에 변화를 일으키고 새로운 종이 탄생하는 진화 과정에 크게 공헌한다. 단기적 적응의 예로는 빛에 따른 눈의 동공변화가 있다. 밤이 되면 생명체의 눈은 동공을 확대시켜 미세한 빛을 끌어모은다. 

 

 

※ 여기서 퀴즈. 전 세계를 뒤집어놓은 코로나19 바이러스는 생물일까 무생물일까?

COVID-19

정답은 무생물! 바이러스는 단백질껍질과 핵산으로 이루어져있고, 그 자체의 힘으로 복제나 세포활동을 할 수 없다는 점에서 무생물로 본다. 하지만 여기까지는 교과서의 내용. 반생물이다, 생물이라고 보는게 맞다 등 논쟁이 이어지고 있다.

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2. 생명 피라미드(Pyramid of life)

 생명체는 단순한 물질에서부터 복잡한 생명체에 이르기까지 단계적으로 구성된다. 생물은 한 층의 생물학적 체제에 속하는 것이 아니라 여러층에 걸쳐 속하며, 이런 서열화의 경향을 모식도로 나타낸 것을 생명 피라미드라 부른다. 생명 피라미드에서는 위층에 있을수록 크기가 크고 복잡하다. 각 층에 속하는 구조들은 아래층의 구조들을 포함하지만, 상위 층에 있는 구조를 포함하지는 않는다. 생명 피라미드의 가장 꼭대기는 생명이 존재하는 지구, 즉 생물권이다.

 

자꾸 생태피라미드가 나와서 혼났다.

13층으로 이루어진 생명 피라미드의 각 층은 다음과 같다. (위의 사진은 13층의 생물권을 생략하여 12층이다.)

 

1층) 이원자 입자: 양성자, 전자, 중성자 등과 같은 물질의 단위로 원자를 구성한다.

2층) 원자: 분자를 구성하는 가장 큰 단위의 물질이다.

3층) 분자: 화학적 성질을 갖는 물질의 가장 작은 단위이다.

4층) 세포 소기관: 세포 내에 있는 구조체로서 분자로 구성되며 기능을 가진다.

5층) 세포: 생명의 성질을 가진 가장 작은 단위

6층) 조직: 다세포 생명체에서 구조가 슷하고 특정한 기능을 수행하기 위해 협력하는 세포들의 집합체

7층) 기관: 2개 이상의 조직이 합쳐져 특정한 기능을 수행하는 유기체의 일부분

8층) 기관계: 주요한 기능을 수행하는 여러 기관들의 집합체

9층) 개체: 개별적인 생명체로, 생식과 생장, 물질 대사와 같은 기본적인 생물학적 활동을 수행할 수 있다.

10층) 개체군: 동일한 시간에 동일한 지역에 살고있는 생명체들의 집단

11층) 군집: 동일한 지역에서 상호작용하며 살고있는 동식물 개체군들의 집단

12층) 생태계: 생물 군집과 함께 그 주변에 있는 무기환경(물, 공기, 토양 등)을 모두 포함하는 단위

13층) 생물권: 지표면에서 생명이 발견되는 지역