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[곤충도 피가 있나? 문어는 왜 파란 피인가? - 피의 과학이야기]
문어의 피가 파란색인 이유? 문어만 그런 게 아니다
남극에 사는 문어의 피는 파란색이라는 뉴스가 화제가 된적이 있습니다. 문어의 피가 파란색이어야 하는 이유는 추운 남극에서도 살아남기 위한 것이라는 기사입니다.
피가 파란색인 이유는 헤모시아닌을 색소로 가지고 있고 구리 성분이 있기 때문에 그렇다고 합니다.
그런데 사실 문어 피의 색은 무색입니다.
피는 산소와 맞났을 때와 피 자체의 색이 다릅니다. 인간의 경우 산소와 만나면 밝은 빨간색이고 산소가 없을 때에는 짙은 빨간색입니다.
그런데 문어나 오징어의 피는 산소와 결합되어 있을 때에는 파란색이고 산소가 없는 순수한 피의 색은 무색이라는 차이가 있습니다.
파란 피를 가진 동물들은 문어나 오징어 같은 연체동물 뿐 아니라 절지동물 중에서 새우나 공벌레, 따게비 등의 갑각류들도 파란 피를 가지고 있습니다.
이들 연체동물과 갑각류들은 인간처럼 헤모글로빈으로 산소를 운반하는 것이 아니라 헤모시아닌으로 산소를 운반하기 때문에 색이 다릅니다. 인간의 경우 헤모글로빈에는 철 성분이 포함되어 있기 때문에 철의 색인 빨간색으로 보이지만, 문어, 오징어, 새우 등은 구리 성분이 포함되어 있기 때문에 구리 성분의 색인 파란색으로 보이는 것입니다.
남극처럼 추운 지방에도 사는 문어는 헤모글로빈이 낮은 온도에서 작동을 잘 못하기 때문에 그보다 단순한 헤모시아닌을 이용해서 산소를 운반하는데 이 헤모시아닌은 구리를 매개체로 하기 때문에 파란색 피를 가진다고 합니다. 남극에 살고 있는 문어의 피에 함유된 헤모시아닌의 혈중 농도는 다른 지방의 문어보다 40%나 높다는 연구결과도 내놓았습니다.
사실 헤모시아닌의 효율은 헤모글로빈 보다 낮습니다. 인간 등의 척추동물들이 헤모시아닌을 매개체로 산소를 운반한다면 아마도 모두 빈혈에 시달리게 될 것입니다. 하지만 극한 환경에서 살아남을려면 단순해도 무조건 작동하는 순환계를 가져야 할 필요성이 있기 때문에 춥거나 해저 깊은 곳의 극한 환경을 견디려면 단순해도 확실한 산소운반 체계가 중요합니다. 실제로 오징어는 바다속 200m~1000m에서 살아갑니다.
빨간 피, 파란 피 - 동물들 피 이야기
문어, 오징어, 새우의 예를 들었지만, 곤충이나 지렁이 같은 동물들유 피는 어떨까요?
동물을 분류에는 환형동물, 절지동물, 연체동물, 척추동물 등이 있습니다. 하지만 각 동물마다 피의 색과 함유된 성분이 다릅니다. 진화에 따라 고등생물로 점점 달라진다기 보다는 각 동물의 생활환경에 따라 달라지는 것으로 보입니다.
왜냐면, 같은 연체동물이라도 홍합은 헤모글로빈을 가지고 있어서 피가 빨간 반면 같은 절지동물이라도 갑각류는 파란피를 가지고 있기 때문입니다.
피는 혈구와 혈장으로 구성되어 있습니다. 혈장은 액체상태의 성분이고 혈구는 액체상태인 혈장 속에 떠다니는 단배질세포입니다. 인간의 단백질세포는 적혈구인데 적혈구에는 헤모글로빈이 들어 있습니다. 헤모글로빈은 4개 정도의 이온화된 철성분을 가지고 있습니다. 그래서 피에서 금속 냄새와 금속비린내가 납니다.
이 헤모글로빈에 철성분은 이온화된 상태로 있기 때문에 쪼개진 원자로 존재합니다. 이온화된 철분은 산소와 잘 결합하는데, 덕분에 철분이 함유된 헤모글로빈은 산소를 붙이고 적혈구가 가는 곳마다 산소를 운반할 수 있는 것입니다.
하지만 모든 동물이 혈구에 의해 산소를 운반하지는 않습니다. 연체동물과 환형동물들은 혈장 자체에서 산소를 운반합니다. 고분자 단백질인 혈구를 사용하는 것이 아니기 때문에 헤모글로빈을 쓸 수 없고 헤모시아닌이나 크로로크루오린을 사용합니다. 그래서 이런 동물은 피가 붉은색이 아니라 무색인 것입니다.
절지동물도 다른 것을 사용하기 때문에 무색의 피를 가지고 있습니다.
곤충이나 새우, 낙지 등은 마치 피가 없는 것처럼 보이지만 사실은 무색이라서 눈에 잘 보이지 않을 뿐입니다.
환형동물과 절지동물, 연체동물, 척추동물 중에 피에 철분을 사용하지 않는 것은 연체동물과 절지동물 중 일부의 갑각류들입니다. 이들만 피에 구리를 사용합니다. 하지만 앞에서 열거한 것처럼 각각 다른 산소운반 매개체를 사용하는데다가 포함된 성분이 각각 다 가르기 때문에 피의 색 또한 서로 다릅니다.
척추동물이 아닌 대부분유 동물들은 피 자체의 색이 무색입니다. 그리고 산소를 운반 중일 때는 환형동물이 녹색, 절지동물이 적자색, 연체동물이 청록색을 가집니다.
그러나 같은 환형동물이면서도 개불은 헤모글로빈처럼 피가 붉은 색이며 흰해삼, 피조개 등도 붉은색의 피를 가지고 있습니다.
이처럼 동물들의 피 색깔이 다르고 그 성분과 방법이 각기 다르면서도 일부는 같은 것도 있으니 생물이란 참 신기하고 놀라운 것이 아닐까 합니다.
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