유색생물계

엽록체와 연관된 막의 복잡성과 편모에 견고한 관 모양 3부위 털을 갖는 특징이 식물계(plantae)와 달라 독립된 생물 무리를 포괄하는 최상위 분류계급을 말한다.¹⁾²⁾ 이는 각각 편모 구조가 다른 타가영양 섭식생물이 남세균cyanobacterium)을 ‘세포내공생(endosymbiosiss’을 통해 엽록체를 얻게 되어 식물계로 진화하고, 또 한 부류는 단세포 홍조류를 ‘세포내공생’을 통해 엽록체로 발전시켜 유색생물계 생물로 진화된 차이에서 비롯된 것으로 해석한다. 이에 식물계와 구별하여 색(colored)을 갖는 생물이란 의미의 ‘Chromista’ 계를 설립하였다.¹⁾

유색생물계의 생물군: 왼쪽 위로부터 좌로 착편모조류, 돌말류, 아래 왼쪽 갈조류, 좌측 중앙 섬모충류, 좌측 아래 은편모조류 (출처:hwikipedia commons)

목차

식물계는 3부위 관상형 털이 갖지없는 2개의 편모를 갖는 조상형 생물이 남세균을 식세포작용(pphagocytosis)으로 세포 내로 유입한 후 ‘세포내공생’을 통해 엽록체로 진화한 생물들을 포괄한다. ‘식세포작용’이란 자신의 세포막으로 먹이를 둘러 싼 후 세포 내로 유입하기 때문에 흡입된 남조류는 자신의 세포막과 먹이를 둘러 싼 숙주생물 세포막으로 구성되어 결국 2겹이되며, 이로 인해 엽록체는 내막과 외막 2겹을 갖게된 것으로 해석한다.²⁾ 이와 같이 2겹의 엽록체 막을 갖는 생물들을 회조류(glaucophytes), 녹조류(green algae), 홍조류(red algae), 육상식물(embryophytes)에서 볼 수 있으며, 이들을 원시색소체생물(acheoplastida)이라 칭한다.¹⁾²⁾ 이들 '원시색소체생물'은 1차 ‘세포내공생’을 통해 엽록체를 갖는 생물을 의미하며, 이들은 진화 초기에 단단한 ‘섬유소 세포벽(cellulose cell wall)’을 갖게 되면서 식세포작용 능력을 상실하고, 홍조류는 편모를 상실하며 파이코빌린(phycobilinin) 조색소로 유지하면서 홍색을 띠고, 녹색식물은 엽록소-b를 얻고 파이코빌린 색소를 잃어 녹색을 띤다.²⁾

이에 반해 유색생물계 생물은 기본적으로 관상형 털을 갖는 2개의 편모를 갖던 조상형 생물이 단세포 홍조류를 ‘식세포작용’으로 흡입한 후 엽록체(녹색이 아닌 엽록체인 경우 색소체라고도 부르기도 함)로 진화하였기 때문에 홍조류 원래 엽록체막(2겹), 홍조류 세포막(1겹) 및 ‘식세포작용’시 둘러싼 숙주세포의 세포막(1겹) 등 총 4겹의 막으로 둘러 싸이게 되며, 이를 2차 ‘세포내공생’이라 한다. 이와 같이 4개의 막으로 복잡하게 둘러싸인 색소체는 유색생물계에 포함되는 은편모조류(cryptomonads)에서 관찰되며, 흥미롭게도 은편모조류는 홍조류의 핵(nucleous)의 일부가 4겹의 중간 부위에 남아 있는데, 이를 ‘핵모양체’(nucleomorpha; 핵소체로 번역하기도 하나 핵소체는 nucleolus (인)을 가리키기 때문에 핵모양체로 번역함)라고 한다.¹⁾²⁾ 유색생물계 생물의 초기 진화 생물군은 식세포작용 능력을 보유하고 있고, 색소체를 잃고 타가영양(heterotrophy)으로 살아가는 경우가 많다.³⁾

유색생물계에 포함되는 생물은 영양섭취 방법이 다양하며, 이에 따라 형태 진화가 진행되었다. 색소체를 소실한 편모충류(ciliates), 유공충 계열(Rhizaria), 일부 와편모조류(dinoflagellates)은 섭식영양(phagoheterotrophy)을 하며, 유사균류(Pseudofungi, 난균류), 망형충류(Labyrinthulea, 라비린툴라균) 등은 삼투영양(osmotrophy)이며, 포자충류(Sporozoa) 등은 기생생활을 하고, 황금색조(ochrophytes), 착편모조류(haptophytes), 은편모조류(cryptophytes) 등은 주로 광합성 자가영양을 한다.³⁾

유색생물계는 전통적으로 원생동물에 포함된 종류와 광합성 조류에 포함된 종류가 통합되어 8개 문(phylum) 분류체계가 최근 제안되었으며, 이와 대한 수용 및 적용여부는 아직 논의 중이다. 최근 제안된 분류체계 및 범주는 다음과 같다.³⁾

식물계, 세포내공생, 홍조류, 돌말류, 갈조류 

1. Cavalier-Smith T (1981) Eukaryote kingdoms: seven or nine? Biosystems, 14: 461–481
2. 김영환 역 (2010) 조류학(2판). 바이오사이언스, 616
3. Cavalier-Smith T (2018) Kingdom Chromista and its eight phyla: a new synthesis emphasising periplastid protein targeting, cytoskeletal and periplastid evolution, and ancient divergences. Protoplasma, 255: 297-357