[1강 생명] 생물의 구조와 기능

* 구조와 기능의 연관성

 무생물의 구조는 물체가 생성된 물리적 과정을 통해 단순하게 설명가능하다. 하지만 생명체는? 각각의 구성 요소는 전부 특정한 목적을 수행하는 기능을 가지고 있다. (예를 들어, 손은 물건을 잡고, 외골격은 외부의 충격으로부터 보호하는 역할이다.) 이는 무생물과 달리 유전적으로 유리한 구조를 가진 것들이 번성할 수 있도록 자연 선택에 따라 진화했기 때문이다. 생명체의 구조는 생명체가 생존하기 유리하게 만드는 기능과 밀접한 연관이 있는 것이다.

 

 구조와 기능 사이의 관계는 생물학적 체제의 다양한 단계에서 나타난다. 예를 들어, 신경전달 세포인 뉴런은 다른 뉴런으로부터 받은 전기자극을 다음 뉴런으로 전달해줄 수 있도록 긴 축색을 가지고 있다. 문어는 다리에 빨판이 있어서 해저에서 이동할 수 있다. 하지만 생명체의 구조가 항상 기능과 연관되어 있는 것은 아니다. 대장 윗부분에 연결된 소화관 맹장은 인체 내애서 아무런 기능도 수행하지 않는다. (과학자들은 맹장이 한때는 음식물 소화에 쓰였으나, 진화 과정에서 그 기능을 상실한 것으로 추정한다.)

출처) 서울 아산병원 / '충수'라고도 불리는 맹장은 떼어내도 문제가 없다.

진화가 구조와 기능을 연결시키는데 기여해도, 언제나 완벽한 결과를 만드는 것은 아니라는 사실을 보여주는 예이다.

 

 생명체의 모든 구조가 그 구조를 형성하는 유전자의 생존과 직접적으로 연결되는 것은 아니다. 흰개미 군락의 병정개미는 단단한 머리와 강한 턱을 이용해 개미집을 지키지만 생식은 하지 않는다. 이는 병정개미 자신에게는 이롭지 않으나, 동족인 생식 집단과 공유하는 유전자가 생존할 수 있도록 돕는다. 즉, 구조와 기능 사이의 관계는 개체가 생식에 성공하는 데에 있지 않으며, 유전자의 전달에 있는 것이다.

 

 이러한 관점은 더 넓은 의미로 나아갈 수도 있다. 예를 들어, 늑대는 붉은 사슴의 개체수를 조절하여 너무 많아지는 것은 방지한다. 또 나무는 새나 다람쥐에게 서식지를 제공한다. 이러한 개체들이 사라지면 우리 생태계에는 큰 변화가 생기게 된다. 생태학적 구조가 생태학적 기능을 위해 존재한느 것이 아니어도 생태계를 유지하는 데에 중요한 역할을 하고 있다는 사실을 잊으면 안된다.