| 곰벌레 Water bears | |
| 학명 | Tardigrada Doyère, 1840 |
| 분류 | |
| <colbgcolor=#fc6> 계 | 동물계 Animalia |
| 계통군 | 좌우대칭동물군 Bilateria |
| 계통군 | 선구동물 Protostomia |
| 상문 | 탈피동물상문 Ecdysozoa |
| 계통군 | 범절지동물 Panarthropoda |
| 문 | 완보동물문 Tardigrada |
| 기본 개체 | 남극에 사는 개체[1] |
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1. 개요
곰벌레, 물곰(Water Bear, Moss Piglet)은 완보동물문(Tardigrada)에 속하는 생물의 총칭이다. 절지동물문과 연관이 있다.
지금으로부터 530,000,000년(5억 3,000만년) 전인 캄브리아기에 출현한 것으로 알려져 있다. 몸길이는 성체 기준으로 작은 것은 0.1mm가 채 되지 않으며[2] 가장 큰 것도 1.5mm가량일 정도로 작다. 머리를 제외하고 4개의 몸마디를 가지고 있으며, 각 마디에는 한 쌍의 다리를 가진다. 느리게 걷는[3] 모습이 곰이 천천히 걷는 모습을 연상시켜 곰벌레라는 이름을 얻었다.
완보동물은 지금까지 1,000종 이상이 보고되었으며, 대부분이 암수가 구분되어 있으나 일부 자웅동체인 종도 있다. 주된 서식지는 물속이나 습기가 많은 이끼류의 표면이다. 그러나 고온의 온천수나 극지방의 얼음 밑, 사막, 해발 6,000m를 넘는 히말라야산맥의 고봉, 수심 4,000m 이상의 심해에서도 발견되는 등 사실상 지구 어디에나 살고 있다고 해도 과언이 아닐 정도로 그 분포 지역이 넓다.
일부 종은 안점, 즉 원시적인 눈을 가지고 있다. 광학 현미경으로 관찰하면 머리에 보통 눈이 있을 만한 위치에 두 개의 검은 점이 박힌 모습을 보는것이 가능하다. 물론 당연히 원시적인 것이라 빛의 유무를 파악하는 것 이상은 불가능하다.
조상이 절지동물쪽과 엮여있어서 그런지 유사한 점도 많고 알을 낳아 번식한다. 일반적인 상식과 다르게 갓 태어난 새끼도 성체 완보동물과 세포수는 똑같은데 자라며 세포의 크기만 커진다고 한다.
몸 외곽이 단단한 큐티클층으로 이루어져 있으며 갑각류마냥 몸이 커져도 큐티클은 자라지 않아서 허물벗기를 한다. 일부 종은 이런점을 살려서 아예 큐티클 허물을 벗으며 거기다 알까기를 하고 허물이 완전 벗겨지면 알을 보호하는 역할을 하는 일거양득을 노린다고 한다.
참고로 곰벌레의 유전자는 비정상적인 것으로, 신체부위의 위치와 존재유무를 담당하는 유전자인 혹스 유전자(Hox Gene)가 곤충의 공통조상과 비교했을 때 상당수가 빠져있다고 한다. 그것도 단순히 다리 2개가 빠진 것도 아닌 무려 내장과 몸을 담당하는 유전자가 빠져있다.
| 유튜브 채널 Journey to the Microcosmos의 곰벌레 탐구 영상(영어) | 지구에서 가장 강한 동물, 완보동물 - TED (유튜브 한국어 자막 있음) |
2. 생존력
완보동물이 과학자들 사이에서 주목을 받고 있는 점 중 하나가 완보동물이 가지고 있는 엄청난 생존능력이다.수명은 완보동물 내에서도 종에 따라 다른데, 보통 3달 ~ 2년 정도 된다. 다만 환경이 안 좋을 때에는 일종의 휴면상태 혹은 가사상태(Cryptobiosis)[4]에 빠져 버틸 수 있는데, 신진대사율을 1/10,000까지 저하시켜 체내 수분량을 평소의 1%까지 줄일 수 있으며, 이를 통해 극도의 건조상태에서도 오랜 시간 살아 남을 수 있다. 휴면상태로부터 소생한 최장기간은 공식적으로는 10여 년 가까이 되나 냉동상태나 무산소 상태라면 보존기간은 증가할 수 있다.
이와 같이 휴면상태로 접어드는 특성을 이용해 다른 생물이라면 대부분 다 죽게 될 극단적인 환경에서도 버티다가, 다시 환경이 좋아지면 생존할 수 있다. 곰벌레의 생명력에 대한 단적인 예들이다.
- 저온 : 절대영도에서 겨우 1도 높은 −272℃에서 생존한 사례가 있다. 참고로 우주에서 가장 춥다는 부메랑 성운의 온도와 일치하며, 천체 중에는 최저온도조차 이보다 낮거나 비슷한 사례가 없다.[5] 물론 불과 몇분 정도 생존했을 뿐이지만, 같은 환경에서 인간이 얼마나 버틸지 생각해보면 얼마나 생존력이 좋은지 알 수 있다. 30년 동안 - 20°C에서 냉동되어 있다가 다시 부활하는 사례가 보고되기도 했다. 관련 기사.
- 고온 : 151℃ 이상의 온도에서도 살아남을 수 있다. 물론 이쪽도 불과 몇 분 정도일 뿐이긴 하다.[6] 심지어 곰벌레는 불속에서 고온으로 죽을지언정 곰벌레의 갑옷은 불에 타지 않는다고 한다.
- 고압 : 6,000기압을 견딘 사례가 있다. # 마리아나 해구 바닥에서의 수압의 6배를 넘는 압력이다. 다만 자연 상태에서 버틴 건 아니고,미리 실험 전에 탈수시켜 휴면상태로 만들어놓고 압력을 가한 것이다. 이쪽은 20분간 버텼다고 한다.
- 저압 : 진공상태에서도 오랜 기간 동안 살아남을 수 있다. 우주 환경에서도 곰벌레가 견딜 수 있을지를 확인하기 위해, 2007년 9월 유럽우주기관(ESA)에서 쏘아 올린 우주 실험위성 FOTON-M3에는 건조된 곰벌레를 우주공간에 직접 노출시켜 보는 실험이 진행되었다. 1차 실험에서는 우주 방사선을 쬐였고 2차 실험에서는 태양광에 노출시켰는데, 이 와중에 곰벌레는 무려 10일 동안 우주의 진공에 노출되었다. 그런데, 지구로 귀환한 곰벌레 중 우주 방사선만 쬐였던 곰벌레는 거의 100% 생존했을 뿐 아니라 번식까지 했고, 태양광에 노출된 곰벌레는 상당수 죽었지만 역시 살아남은 곰벌레가 있었다. 게다가 이렇게 살아남은 곰벌레들을 조사해보니 이 녀석들은 태양광에 손상된 DNA를 스스로 수복하기까지 했다.[7]
- 탈수 : 휴면 상태에서 몇 년 정도는 확실히 버틸 수 있고 상황에 따라서는 10년 가까이 버티기도 한다.[8] 극한의 탈수 상황이 오면 완보동물들은 공모양으로 몸을 움크리고 몸 내부의 수분을 설탕과 비슷한 단단한 물질로 대체하여 세포들을 보호한다고 한다. 또한 밀라노의 자연사 박물관에서 120년 전에 만든 표본속의 곰벌레가 표본을 연구하기 위해 살펴보는 도중 부활한 사례가 있긴 한데, 다른 사례가 없는 데다가 겨우 다리 한짝 움직였다는 수준이라 일반적으로는 살아난 걸로 받아들여지지 않는다.#
- 방사능 : 사람 치사량의 1,000배에 해당하는 5,000그레이(Gy)[9]의 감마선에 48시간이나 노출되어도 죽지 않는다. 다만 수명이 크게 줄고 생식능력을 잃어버리긴 한다.
- 독성물질 : 알코올 등 유기용매나 각종 화학물질[10]에 강한 내성을 지닌다는 연구가 있는데, 아직 확실한 것은 아닌 듯하다.
- 저산소 : 산소가 부족한 상황에서 자신의 신진대사를 최대 0.01%까지 낮추어 가사상태에 빠져있다가 환경이 좋아지면 부활한다. 연구자들이 한번씩 현미경 관측을 위해 슬라이드[11]를 떴다가 내부에 공기가 다 빠져나가서 곰벌레들이 죽은것마냥 떠다니는 경우가 있는데, 이때 슬라이드를 살짝 열어서 입으로 공기를 불어넣어주면 다시 살아나서 활동한다고 한다.
2011년 4월 16일에도 우주왕복선 엔데버 호에 극한환경 내성 실험을 위해 곰벌레가 실린 바 있다. 이 곰벌레의 사례로 미루어 볼때 지구와 전혀 다른 환경의 외계 행성들에도(예를 들어 메탄대기에 암모니아 바다 등등) 충분히 외계생명체가 존재할 수 있다는 주장도 있다.
높은 생존력과 길고 날카로운 발톱을 가진 곰과 비슷한 외향 때문에 미생물계의 포식자와 같은 이미지로 보이지만 실제로는 포식자는 커녕 조류나 주워 먹고 이끼를 뜯어 먹는 초식동물에 가깝다.[12]
적대적인 환경에 대한 적응력이 뛰어날 뿐 천적들에 대한 대비는 거의 없다고 봐도 무방하다. 복잡한 구조를 가진 다세포생물인데 비해, 크기가 너무 작고 미소 세계에선 더럽게 비효율적인 방식인 다리로 활동하는 탓에 매우 느리다.[13] 단세포지만 딜레투스나 아메바같이 공격적이고 커다란 미생물계 최상위 포식자에겐 쉽게 잡아먹힌다. 심지어 히드라를 이끼 등으로 착각하고 다가가다 독에 맞고 죽는 경우도 있다. 완보동물의 큐티클 외피는 수백도의 고열은 버티지만 포식자들은 그냥 소화액으로 간단히 녹여먹는다.
또한 극한 환경에서만 살 것 같지만 실제론 하도 여기저기서 발견되고 높은 생존력이 유명해져서 생긴 선입견이다. 극한 환경에서 사는 종들도 있지만 실은 대부분의 종이 그냥 살기 좋은 환경에 산다. 딱히 극한 환경을 좋아하지도 않아서 최대한 회피하려고도 한다. 사실 극한 환경에서의 생존 방안이라는 게 상술되었듯 대부분 신진대사를 낮추고 환경이 좋아질 때까지 존버하는 방법 뿐이라 오랜기간 악한 환경에 놔두면 죽을 수밖에 없다. 일부 종이 극한 환경에 어찌저찌 적응하여 사는 것일 뿐, 생존력이 뛰어난 것은 사실이나 모든 종이 극한 환경에 살 것이라 생각하는 것은 어불성설이다.
유전체 정보가 공개되었다. 전체 유전자의 17.5%가 유전자 수평이동에 의해 획득된 것으로 판단되었다. 간단하게 말해 건조 상태에서는 유전자 '스펀지'가 되어서 외부 유전자를 쉽게 흡수하는 셈. 하지만 반박 논문이 떴다. 이해하기 쉽게 풀이한 포스트 즉, 장내 미생물이나 먹이 등을 생각지 않고 통째로 갈아넣어서 생긴 지노믹 DNA 오염이라는 것이다.
2016년 9월 21일에 일본 연구진이 곰벌레의 모든 유전정보를 해독하는 데 성공했으며, 이후 곰벌레의 유전자를 활용하여 다른 생명체의 방사능 내성을 강화시킬 수 있다는 결과를 얻었다고 발표하기도 했다.
3. 기타
- 쥬로링 동물탐정에서 악역인 정글남이 이 동물로 변신하게 되었다. 최강의 생물로 변신하고 싶어 했더니 곰벌레가 된 것. 어떤 의미에선 최강이 맞다. 나중에 수분이 부족해서 쪼그라들었지만.
- 임금님전대 킹오저의 최종 보스인 우충왕 다그데드 두쟈르단의 모티브다. 지구의 생명이 본격적으로 다양해지기 시작한 캄브리아기부터 지금까지 멸종하지 않고 살아온 것과 엄청난 생명력이라는 요소를 반전시켜, 전 우주의 모든 곤충형 생명체의 창조주로, 우주 자체를 개인 방으로 사용하며 별 파괴를 놀이 취급하면서 즐기는 코즈믹 호러적인 우주적 존재로 묘사된다.
- 앤트맨 후반부에서 스콧 랭이 원자보다 작은 크기로 줄어드는 과정을 보여주는 장면 중 슬쩍 지나쳐간다.
후속작인 앤트맨과 와스프에서도 언급되는데, 아내를 구하기 위해 양자 영역으로 들어가기 직전 초소형 상태로 잠시 떠다니던 행크 핌의 우주선을 발견하고 잡아 먹으려 했으며, 양자 영역으로 들어가려는 스콧 랭에게 재닛 밴 다인이 곰벌레 서식지에 가면 잡아먹힐 수도 있으니 조심해야 한다고 한다.
- 전설의 용자 다간 15화에서 곰벌레를 모티브로 한 괴수가 등장한다. 빔를 흡수해 본체와 똑같은 분신을 만들고, 입에서는 산을 뿜고, 앞다리는 드릴이 되는 강력한 괴수. 다만 냉기에 약한지 다간 X의 브레스트 브리징을 맞고 얼어 버린 틈을 타 스카이 세이버가 도륙내는 것으로 폭발사산.
- 와이랩이 기획한 슈퍼스트링 세계관 웹툰인 테러맨에서 빌런인 이현성이 빈사 상태에서 이매진 프로젝트로 부활을 했는데 모델명이 곰벌레이다. 엄청난 생존력과 재생력 그리고 괴력을 보인다. 이는 심연의 하늘에서 언급되는 강의철이 주도한 프로젝트 하늘의 시초가 되었다.
- 스타트렉: 디스커버리에 우주의 완보류 생물이 등장한다. 살상 셋팅의 페이저를 맞아도 버티고, 환경 적응성이 뛰어나며, 우주선의 내벽을 찢어발길 수 있는 강력한 손톱을 가지고 있어 처음에는 '난도자(Ripper)라는 이름이 붙여진 채 무기화 연구의 대상이 되었었다. 하지만, 마이클 버넘의 연구결과 실제로 공격적인 생물이 아니고 균사체 네트워크(Mycelial Network)를 구축한 특수한 우주 균사체의 DNA 일부를 받아들여 균사체 네트워크를 통해 항성간 이동을 할 수 있는 생물임이 밝혀져, U.S.S 디스커버리가 균사체 네트워크를 이용한 포자 드라이브(Spore Drive)를[15] 이용할 수 있게 되었다. 주변의 DNA를 받아들인다는 주장을 반영한 설정인 것 같다.
- 유튜브 채널 Tierzoo에 따르면 곰벌레는 알려진 이미지와는 달리 환경에 저항력이 강할 뿐 물리적인 압력에는 취약하다고 한다. 실제로 종종 실험실의 핀셋에 몸이 터져 죽는 경우가 있다고.[16]
- 사우스 파크 시즌 21 8화에서는 사우스 파크 초등학교의 장애아동들의 과학 박람회에서 지미 발머와 티미 버치가 곰벌레들을 훈련시키는 실험을 하자 자기들보다 훨씬 좋은 실험을 해서 여학생들의 관심이 다 그쪽으로 쏠릴 거라고 생각한 네이선[17]이 자기 친구이자 사실상 부하처럼 부려먹는 밈지와 함께 밤에 몰래 실험을 망치기 위해 잠입해 이것저것 집어넣었으나 오히려 그걸로 인해 곰벌레들이 지성을 보이기 시작하고 그걸 알게 된 NFL이 찾아와 떠나가는 팬들을 곰벌레들로 대체 시키려고 했고 거의 성공하였으나 에릭 카트먼에 의해 타락하여 카트먼 같은 성격이 되어버린 하이디 터너가 자기는 토요일에 학교 나와 박람회에서 해설맞기 싫단 이유[18]로 곰벌레들이 들어있는 어항의 물을 다 마셔버려서 실패하고 NFL은 곰벌레 대신에 원래 네이선이 진행했던 화산모형을 가져간다. 그리고 그걸 보고 대단해하는 NFL 회장으로 마무리.
- 네이버 웹툰 덴마의 덴마 프로젝트의 시작점으로 밝혀졌다. 덴마 3-294화참조. 해당화에선 물곰 프로젝트로 나온다. 참고로 곰벌레의 영문 명칭이 'Water Bear(물곰)'. 물곰의 유전자에서 인간몸의 한계를 극복하고자 시작한 프로젝트가 결국 덴마 프로젝트가 되었고 그중 성공한 샘플이었던 덴마가 주인공이 된다.
- 스타☆트윙클 프리큐어 10화에서 혹성 쿠마린을 보고 프룬스가 지구에 살고 있는 생물 중 비슷한 생물이 있다면서 언급했다.
- 달에서 생존하는 생물이 될 가능성이 생겼다. 2019년 4월 11일 이스라엘의 비영리 민간단체 스페이스일(SpaceIL)의 무인 달 착륙선 베레시트가 달 표면에 착륙을 시도하던 중 추락했는데 이 우주선에 곰벌레가 대량 실려있던 것. 추락과 함께 실려있던 곰벌레가 달에 살포되었다. 다만, 현실적인 이유로 곰벌레가 활동할 가능성은 낮아 보인다.링크 게다가 이전에도 지구에서 발사된 달 탐사선에 지구의 박테리아가 묻어 있는 경우는 허다했기 때문에, 이것이 최초의 사례인 것도 아니다. 하지만 정말 살아남았을지 궁금해진 과학자들이 실험을 해보았는데, 착륙선이 추락했을 당시의 압력(1.14 기가파스칼) 을 추정해내서 곰벌레에게 가해보았더니 그냥 터져 죽어버렸다고한다.
- 길이로도 두께로도 자기 몸의 1/3 정도나 되는 거대한 똥을 싼다. 영상
- ARK: Survival Evolved의 네 번째 유료맵인 익스팅션에서 가스백이라는 이름으로 등장한다...만, 환경의 영향 탓인지 소 비슷한 얼굴을 하고 있으며 집채만하게 크고 어지간한 공룡보다 더 무거운 무게를 지고 다니며 가스를 뿜어 날아다니는(...) 여러모로 설정만 곰벌레인 괴물로 등장한다.
[1] 색깔은 CG로 입힌 것이며, 주사전자현미경으로 찍은 사진은 원래 흑백사진이다.[2] 단세포 생물인 아메바나 짚신벌레보다도 작다.[3] 완보동물의 완보(緩步)는 '느리게 걷는다'는 뜻이다. 역시 '느리게 걷는 자'란 뜻을 가진 라틴어 학명 'Tardigrada'의 번역이다.[4] 흔히 씨몽키로 알려진 아르테미아의 알도 이 능력이 있다.[5] 현재 지구에서 온도 측정이 가능한 가장 원거리의 천체는 세드나인데, 최고온도가 영하 261°C로 추정되고 오르트 구름의 천체는 사실상 태양빛을 받지 못하는 점을 감안한다면 최저온도도 큰 차이는 없을 것이다.[6] 참고로 건조한 공기라면 사람도 몇 분 정도는 버틸 수 있다. 심지어 300℃의 온도도 견디는 사람도 있다. 사람이 버티는 게 가능한 이유는 땀의 증발 때문이다.[7] 생물의 세포에는 정도의 차이는 있을지언정 기본적으로 DNA 수복 능력이 있다. 이 능력이 점점 떨어지는 것이 노화. 대표적으로 텔로머레이스가 있다.[8] 사람은 수분이 5% 정도만 줄어도 생명이 위험해질 수 있다.[9] 대상이 방사선의 에너지를 흡수한 정도를 나타내는 단위다.[10] 염산,황산 등[11] 미생물이나 세포등을 현미경으로 관측할때 그냥 올려두고 관측하면 너무 입체적이라 정확한 관측이 어려워진다. 따라서 위에 유리판을 눌러 최대한 평면에 가깝게 만들어 관측한다. 학생때 현미경 실습을 해봤다면 유리판으로 눌러두고 관측했던게 생각날 것이다.[12] 조류도 돌아다니다 우연히 손에 걸리면 붙잡고 집어먹는 수준이다.[13] 완보동물을 관찰하는 영상등을 보면 진짜 느긋하게 걸어다니는 모습이 굉장히 느리다. 섬모를 이용해 이동하는 미생물들은 일반인이 직접 관찰을 시도할 경우 너무 빨라서 당황할 정도인데, 특히 짚신벌레는 이동을 제한하는 특수한 용액에 넣어두지 않으면 관찰이 불가능한 수준으로 빠르다.[14] 칼세이건의 코스모스와 함께 제작된 영상물[15] 가상의 우주 균사체가 은하계 여기저기 퍼져나가 순간이동 네트워크가 구축되었다는 설정으로, '완보생물'을 발견하기 전까지는 균사체 네트워크를 이용해 이동은 할 수 있지만, 예측 가능한 거리는 수백 킬로미터 이동에 불과하며 항성간 거리를 이동할 경우 어디로 떨어질지 알 수 없는 상황이었다[16] 그러나 여기서 무시된 내용은, 영상에서 곰벌레를 죽일 수 있다고 한 거의 모든 물리적 위협은 곰벌레보다 수천배는 더 크고 강한 위험이라는 것이다.[17] 네이선과 밈지가 한 실험은 평범한 화산모형 실험이였다.[18] 이건 카트먼에 의해 타락하기 이전에 스스로 자신이 하겠다고 했던 것, 원래는 우등생에 성격도 착한 아이였다.