규조류

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규조류(硅藻類, Diatom)는 우리말로 돌말류라 하며 일반적으로 조류학(藻類學)에서는 돌말류를 더 선호한다. Diatom의 어원은 '둘로 쪼개지다'라는 의미이며, 세포 형태가 윗뚜껑(덮개)과 아래뚜껑(덮개)으로 이루어져 있다. 서식지 생태를 보면 해양성 또는 담수성 독립영양 원생생물로 약 10만 여종으로 추정될 정도로 가장 흔한 식물성 플랑크톤이다. 우리나라에는 해산 돌말류 520종과 담수 돌말류 1,492종 등 총 2,015여 종이 기록종으로 보고되었다(국립생물자원관 2015). 

돌말류 껍질(세포벽)은 규산질로 이루어진 윗뚜껑(epitheca)과 아래뚜껑(hypotheca)으로 구성되어 있으며, 윗뚜껑은 아래뚜껑과 겹치기 때문에 아래뚜껑이 윗뚜껑 보다 크기가 약간 작다(그림 1-1, 1-2). 이들 껍질은 수화된 규산염이 유기물 기질에 파묻혀 유리와 같은 세포벽을 형성한다. 윗 뚜껑과 아래뚜껑은 각각 규산질 띠에 의하여 서로 겹치는 부분이 있으며 둘레띠(girdle 또는 cingulum)로 알려진 돌말껍질띠를 형성한다. 이와 같은 돌말류를 위 또는 아래에서 본 것을 뚜껑면보기 또는 덮개면보기(valve view)라고 하고, 측면에서 보았을 때 둘레면보기(girdle view)라 한다. 동일한 돌말류 껍질을 뚜껑면보기와 둘레면보기로 관찰하였을 때 종종 다르게 나타난다. 

그림 1-1. A, B; 중심돌말류의 둘레면보기(A), 뚜껑면보기(B). C, D, E: 깃돌말류의 넓은 둘레면보기(C), 좁은 둘레면보기(E), 뚜껑면보기(D)(출처: )

그림 1-2. 규조류의 위와 아래뚜껑을 볼수 있는 둘레면 보기의 주사전자현미경 사진(출처: gettyimages 128550674).

돌말류의 종류는 뚜껑면보기를 기준으로 크게 중심돌말류와 깃돌말류로 구분하며 매우 다양한 형태가 존재한다(그림 2). 중심돌말류(그림 3)는 뚜경면보기로 보면 둥글며 방사대칭을 이루고 세포벽에 수많은 구멍과 무늬가 나있다. 한편 깃돌말류(그림 4)는 새의 깃 모양으로 길쭉하며 좌우대칭을 이루고, 이 종류도 세포벽에 수많은 구멍과 무늬가 있으며 뚜껑면 가운데에 등줄(그림 5)이라고 하는 홈이 길게 나 있다. 저성성 돌말류는 등줄에서 점액질이 분비되어 기질 위에서 운동성을 보이기도 한다.

그림 2. 규조류의 다양한 형태(출처: gettyimages 128567304)

그림 3. 대표적인 중심돌말류의 주사전자현미경 사진(출처: gettyimagesEDGE 723512905).

그림 4. 대표적인 깃돌말류의 광학현미경사진 (출처: GettyImages-523649458)

그림 4-1. 대표적인 깃돌말류의 주사전자현미경사진 (출처: GettyImages-128621512)

그림 5. 가운데 등줄이 길게 형성된 깃돌말류 세포의 형태 (출처: gettyimages 128562569).

생식은 무성생식 방식인 이분법(binary fission‏‎)으로 번식한다. 원형질이 일차로 둘로 나뉘고 윗뚜껑과 아래뚜껑에 각각 새로운 껍질이 본래 뚜껑 안쪽에 형성된다. 딱딱한 규산질로 이루어져 자라지 않기 때문에 분열이 계속 진행되면서 크기가 점점 작은 개체들이 만들어진다. 작아진 개체들은 정자와 난자를 만들어 수정해서 세포 안의 원형질이 껍질을 벗어나 밖으로 나와 자란 뒤, 새로운 뚜껑을 다시 만들어 원래의 크기대로 회복된다. 이와 같이 새로운 뚜껑이 만들어지기 전의 탈출한 원형질은 보통의 형태와는 다르며 유성생식의 결과로 증대포자(auxospore)가 형성된다(그림 6, 7). 이와 같이 규조류는 이분법으로 번식하다가 크기가 작아지면 증대포자를 이루어 원래대로 회복된다.

그림 6. 중심돌말류의 유성생식(diploid, 2N)과 무성생식(haploid, N) ()

그림 7. 깃돌말류의 유성생식(diploid, 2N)과 무성생식(haploid, N) (출처: ) 

뚜껑면보기 기준에 의해 중심규조목(中心硅藻目: Centrales 중심돌말류)과 우상규조목(羽狀硅藻 目: Pennales 깃돌말류)으로 분류한다. 우상규조목은 등줄(=세로홈 raphe)의 유무에 따라 위배선규조아목(Fragilariophyceae)과 원시 배선규조아목(Bacillariophyceae)의 두 아목으로 나뉜다.

이향범/전남대학교, 이준백/제주대학교

최경희/원광대학교

국립생물자원관. 2015. 국가 생물종 목록집 돌말류.

Cupp, E.E. 1943. Marine Plankton Diatoms of the West Coast of North America. Bull. Scripps. Inst. Oceanogr. 5, 1-238.